Что такое инжектор, зачем он нужен и как устроен?

Первые инжекторы появились в автомобильной индустрии в далеком 1951 году, благодаря компании Bosch, а затем и Mercedes. Тем не менее, широкое распространение инжекторы получили несколько десятков лет спустя, вытеснив карбюраторы. Многие автомобилисты (особенно начинающие) задавались вопросом, что такое инжектор и зачем он нужен. В данной статье подробно рассмотрен принцип работы устройства и назначение.

Инжектор: что это, как работает, для чего нужен?

Инжектор (форсунок) – часть системы подачи топлива, если говорить грубо. Основной принцип работы заключается в принудительной подаче топлива (жидкого или газообразного) в цилиндр.

 

Существует два вида в зависимости от места установки и основного принципа работы:

• Моновпрыск (центральный впрыск) – состоит из одной форсунки, которая подает топливо во все цилиндры.
• Распределённый впрыск – состоит из множества форсунок, каждая из которых подает топливо только в один из цилиндров. Распределенный впрыск может быть:

1. Одновременным, при этом происходит синхронная подача топлива во все цилиндры.
2. Прямым, то есть непосредственно в камеру. Для двигателей с таким типом подачи особо важным является качество применяемого топлива.
3. Попарно-параллельным, при котором одна из форсунок открывается перед началом подачи топлива, а вторая после.
4. Фазированным – каждая форсунка открывается непосредственно перед началом впрыска топлива.

Преимущества и недостатки инжектора

Множество автолюбителей задумывается, особенно при выборе автомобиля, в чем заключаются преимущества инжектора:

Первое – подача топлива в камеру сгорания, где происходит смешивание с воздухом, происходит с помощью форсунки. Это позволяет дозировать порцию бензина на одно впрыскивание. За счет этого у транспортного средства значительно увеличивается мощность (на 7–10%), а главное снижается расход топлива.

Система впрыска очень чувствительна к изменениям нагрузки, и поэтому быстро реагирует на ее изменения количеством подачи бензина. Немаловажным преимуществом является то, что в холодное время года транспортное средство практически не нужно «прогревать». Также инжектор незначительно повышает экологичность выхлопных газов.

Теперь перейдем к недостаткам. Во-первых, автоматизированость инжекторной системы не всегда является преимуществом. При внезапном выходе из строя, привести систему в работу самостоятельно без помощи специалиста невозможно.

Кроме того, инжектор очень требователен к выбору топлива, особенно если вы хотите, чтобы транспортное средство прослужило как можно дольше. При поломках большинство деталей являются неремонтопригодными и требуют полной замены.

В случае ДТП риск воспламенения более высок, из-за подачи топлива под определённым давлением (в случае повреждения контроллера впрыска).

Внутреннее устройство инжектора и принцип его работы

Чтобы разобраться в принципе работы инжекторного двигателя, сперва нужно понять его строение.

1. ЭБУ (электронный блок питания) – управляет работой всей системы инжекторного двигателя на основании полученных данных (из внешней среды и непосредственно от параметров работы двигателя). Содержит систему диагностики неисправности инжектора, передавая сигнал датчику «Check engine» на панели приборов.
2. Регулятор давления. В норме давление в форсунках должно быть постоянным, этот регулятор отвечает за постоянство этой величины.
3. Форсунки – непосредственно подают топливо в цилиндры (электромагнитные, электрогидравлические и пьезоэлектрические).
4. Бензонасос – под давлением подает топливо в форсунки, что снижает риск образования воздушных пробок.
5. Датчики – необходимы для слаженной работы всей системы. В инжекторе установлено несколько видов:

• Датчик детонации – расположен в самих цилиндрах, при детонации по нему проходят вибрации. В виде свободного тока передает информацию на ЭБУ.
• ДПДЗ – реагирует увеличением датчика или его падением, при смене поворотного угла заслонки дросселя.
• Датчик фаз сообщается с блоком управления и с цилиндром. Благодаря этому, блок управления подает необходимое напряжение в цилиндр при зажигании, и совершает управление тактами.
• Датчик массового расхода воздуха состоит из двух платиновых нитей (первая свободно обдувается потоками воздуха, а вторая герметично изолирована). Блок управления подсчитывает температуру и массу воздуха, за счет разницы температуры и сопротивления на двух нитях.
• ДПКВ (положения коленчатого вала), или датчик Холла, позволяет определять положение коленчатого вала. Основной принцип работы в том, что зубчатое колесо, расположенное на валу двигателя, вращается вокруг магнита. При искажении магнитного поля датчик создает импульсы внутри катушки и передает их в блок управления. В соответствии с полученными импульсами ЭБУ определяет положение коленвала.

 

Все форсунки соединены в единую систему, которая называется топливной рампой. С помощью бензонасоса за счет излишнего давления внутри системы топливо подается в систему. После чего открывается клапан, и топливо из форсунки поступает в цилиндр (чем дольше открыт клапан, тем больше топлива подается и, соответственно, обороты будут выше). Количество поступающего топлива непосредственно зависит от количества воздуха, поступающего в цилиндр.

Благодаря ресурсам интернет-сети можно наглядно увидеть принцип работы инжекторного двигателя:

Режимы работы

Инжекторный двигатель способен работать в 2 режимах.

1. Холодного пуска. Во время запуска топливо оседает на стенках впускных труб и значительно меньше испаряется. Вследствие этого, топливная смесь незначительно утрачивает свои способности. Для устранения негативного эффекта необходима дополнительная подача топлива при запуске, до достижения топливом необходимой температуры, благодаря чему достигаются нужные обороты холостого хода.
2. Частичной или полной нагрузки. Максимальной мощности двигатель достигает в момент полного открытия дроссельной заслонки. При повышении оборотов (при быстром открытии заслонки) способность топлива к испарению снижается. Во избежание этого и достижения нужных оборотов происходит дополнительная подача топлива.

Частые поломки и ремонт инжектора

Первой из возможных поломок могут быть проблемы с подачей топлива в инжектор. Первым делом нужно проверить датчик уровня бензина, если датчик исправен – значит проблема в бензонасосе. При засорении входного отверстия подачи топлива его необходимо просто прочистить. В случае если чистка не увенчалась успехом – поломан бензонасос, и его необходимо заменить.

Для замены лучше обратиться на СТО, так как при неправильной установке бензонасоса вместе с топливом он начнет всасывать воздух.

Увеличение расхода топлива чаще всего происходит при засорении форсунок. При этом они не смогут подавать необходимый объем топлива, и система начнет это компенсировать увеличением частоты или объема впрыска топлива. Кроме того, длительность разгона транспортного средства увеличится, а мощность значительно снизится.

Временное исчезновение холостого хода в основном происходит при нарушении герметичности внутри системы, вследствие чего в нее поступает воздух.

Двигатель начинает троить при остановке работы одного из цилиндров. С данной проблемой можно столкнуться при полном засорении форсунки, когда она не способна подавать топливо в цилиндр. Чаще всего это происходит при использовании некачественного топлива.

При поломке датчика фаз, форсунки начинают работать асинхронно, при этом топливо в цилиндры поступает абсолютно бесконтрольно. Будут наблюдаться перебои в работе двигателя и значительная утрата мощности.

Поломка датчика положения дроссельной заслонки проявляется в изменении оборотов при фиксированной педали газа, или в снижении оборотов при выжатой педали. При этом в двигатель поступает чрезмерно большое количество топлива.

Для того, чтобы избежать значительных поломок следует выбирать качественное топливо (во избежание чрезмерного загрязнения) и следить за исправностью работы инжектора.

Индикатор «Check engine» не всегда будет загораться, свидетельствуя о поломках, или вовсе может давать ложные показания. Поэтому нельзя всегда полагаться на датчик, а если вы заметили «странное поведение» транспортного средства – лучше сразу обратиться на СТО.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Мой мир

Устройство инжектора и принцип работы инжектора на автомобилях

На сегодняшний день инжекторный (или, говоря по-научному, впрысковый) двигатель практически полностью заменил устаревшие карбюраторные двигатели. Инжекторный двигатель существенно улучшает эксплуатационные и мощностные показатели автомобиля (динамика разгона, экологические характеристики, расход топлива).

Содержание статьи:

Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие основные преимущества:

• Точное дозирование топлива и, следовательно, более экономный его расход;
• Снижение токсичности выхлопных газов. Достигается за счет оптимальности топливно-воздушной смеси и применения датчиков параметров выхлопных газов;
• Увеличение мощности двигателя примерно на 7-10% за счет улучшения наполнения цилиндров, оптимальной установки угла опережения зажигания, соответствующего рабочему режиму двигателя;
• Улучшение динамических свойств автомобиля. Система впрыска незамедлительно реагирует на любые изменения нагрузки, корректируя параметры топливно-воздушной смеси;
• Легкость пуска независимо от погодных условий.

Виды инжекторных систем

Первые инжекторы, которые массово начали использовать на бензиновых моторах все еще были механическими, но у них уже начал появляться некоторые электрические элементы, способствовавшие лучшей работе мотора.

Современная же инжекторная система включает в себя большое количество электронных элементов, а вся работа системы контролируется контроллером, он же электронный блок управления.

Всего существует 3 типа инжекторных систем, различающихся по типу подачи топлива:

1. Центральная;
2. Распределенная;
3. Непосредственная.

Центральная (моновпрыск) инжекторная система

Центральная инжекторная система сейчас уже является устаревшей. Суть ее в том, что топливо впрыскивается в одном месте – на входе во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом и распределяется по цилиндрам. В данном случае, ее работа очень схожа с карбюратором, с единственной лишь разницей, что топливо подается под давлением. Это обеспечивает его распыление и более лучшее смешивание с воздухом. Но ряд факторов мог повлиять на равномерную наполняемость цилиндров.

Центральная система отличалась простотой конструкции и быстрым реагированием на изменение рабочих параметров силовой установки. Но полноценно выполнять свои функции она не могла Из-за разности наполнения цилиндров не удавалось добиться нужного сгорания топлива в цилиндрах.

Распределенная (мультивпрыск) инжекторная система

Распределенная система – на данный момент самая оптимальная и используется на множестве автомобилей. У этого инжектора топливо подается отдельно для каждого цилиндра, хоть и впрыскивается оно тоже во впускной коллектор. Чтобы обеспечить раздельную подачу, элементы, которыми подается топливо, установлены рядом с головкой блока, и бензин подается в зону работы клапанов.

Благодаря такой конструкции, удается добиться соблюдения пропорций топливовоздушной смеси для обеспечения нужного горения. Автомобили с такой системой являются более экономичными, но при этом выход мощности – больше, да и окружающую среду они загрязняют меньше.

К недостаткам распределенной системы относится более сложная конструкция и чувствительность к качеству топлива.

Система непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска – разновидность распределенной и на данный момент самая совершенная. Она отличается тем, что топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, где уже и происходит смешивание его с воздухом. Эта система по принципу работы очень схожа с дизельной. Она позволяет еще больше снизить потребление бензина и обеспечивает больший выход мощности, но она очень сложная по конструкции и очень требовательна к качеству бензина.

Виды электронных форсунок

Существует классификация электронных форсунок, основывающихся на способе впрыска топлива. Выделяют такие три разновидности:

• Электромагнитная. Зачастую характерна для бензиновых ДВС (и с прямым впрыском тоже). Конструкцию нельзя назвать очень сложной, а основными составляющими её частями выступают клапан с иголкой (электромагнитный), сопло. Контроль за работой указанной форсунки выполняется с помощью ЭБУ, обеспечивающего на обмотке клапана напряжение в наиболее подходящий для этого момент.
• Электрогидравлическая. По большей части используют на дизельных движках. Являет собой электромагнитный клапан, дополненный камерой управления, а также сливным и впускным дросселями. Рабочий принцип этой разновидности форсунок основывается на участии давления самой топливной смеси в любой момент работы. За деятельностью электрогидравлической форсунки следит ЭБУ, именно он отправляет рабочие сигналы электромагнитному клапану.
• Пьезоэлектрическая. Считается наиболее удачным устройством среди всех представленных, но может работать только на дизельных агрегатах с системой впрыска Common Rail. Основное преимущество этого типа — быстрота реакции, что гарантирует многократную подачу топлива за один полный цикл. В основе работы пьезоэлемента — гидравлический принцип действия (как и в предыдущем варианте), предусматривающий срабатывание поршня толкателя за счёт увеличения длины пъезоэлемента под воздействием электрического сигнала ЭБУ. Количество подаваемого за один раз топлива определяется продолжительностью такого воздействия и давлением топливной смеси в топливной рампе.

Принцип работы инжектора

Принцип работы инжектора на автомобилях можно условно поделить на 2 части — механическую составляющую и электронную.

К механической части инжектора относится:

• топливный бак;
• электрический бензонасос;
• фильтр очистки бензина;
• топливопроводы высокого давления;
• топливная рампа;
• форсунки;
• дроссельный узел;
• воздушный фильтр.

Конечно, это не полный список составных частей. В систему могут быть включены дополнительные элементы, выполняющие те или иные функции, все зависит от конструктивного исполнения силового агрегата и системы питания. Но указанные элементы являются основными для любого двигателя с инжектором распределенного впрыска.

Бак является емкостью для бензина, где он хранится и подается в систему. Электробензонасос располагается в баке, то есть забор топлива производится непосредственно им, причем этот элемент обеспечивает подачу топлива под давлением.

Далее в систему установлен топливный фильтр, обеспечивающий очистку бензина от сторонних примесей. Поскольку бензин находится под давлением, то передвигается он по топливопроводу высокого давления.

Для предотвращения превышения давления, в систему входит регулятор давления. От фильтра, через него по топливопроводам бензин движется в топливную рампу, соединенную со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.

Современная форсунка – электромагнитная, в ее основе лежит соленоид. При подаче электрического импульса, который поступает от ЭБУ, в обмотке образуется магнитное поле, воздействующее на сердечник, заставляя его переместиться, преодолев усилие пружины, и открыть канал подачи. А поскольку бензин подается в форсунку под давлением, то через открывшийся канал и распылитель бензин поступает в коллектор.

С другой стороны через воздушный фильтр в систему засасывается воздух. В патрубке, по котором движется воздух, установлен дроссельный узел с заслонкой. Именно на эту заслонку и воздействует водитель, нажимая на педаль акселератора. При этом он просто регулирует количество воздуха, подаваемого в цилиндры, а вот на дозировку топлива водитель вообще никакого воздействия не имеет.

Основным элементом электронной части является электронный блок, состоящий из контроллера и блока памяти. В конструкцию также входит большое количество датчиков, на основе показаний которых ЭБУ выполняет управление системой.

Для своей работы ЭБУ использует показания датчиков:

• Лямбда-зонд, устанавливается в выпускной системе авто, определяет остатки несгоревшего воздуха в выхлопных газах;
• Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), расположен в корпусе воздушного фильтрующего элемента, определяет количество проходящего через дроссельный узел воздуха при всасывании его цилиндрами;
• Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), установлен в дроссельном узле, подает сигнал о положении педали акселератора;
• Датчик температуры силовой установки, располагается возле термостата, регулирует состав смеси в зависимости от температуры мотора;
• Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ), установлен возле шкива коленчатого вала;
• Датчик детонации, расположен на блоке цилиндров;
• Датчик скорости, установлен на коробке передач;
• Датчик фаз,предназначен для определения углового положения распредвала, установлен в головке блока.

Элекробензонасос заполняет всю систему топливом. Контролер получает показания от всех датчиков, сравнивает их с данными, занесенными в блок памяти. При несовпадении показаний, он корректирует работу системы питания двигателя так, чтобы добиться максимального совпадения получаемых данных с занесенными в блок памяти.

На основе данных от датчиков, контролером высчитывается время открытия форсунок, чтобы обеспечить оптимальное количество подаваемого бензина для создания топливовоздушной смеси в необходимой пропорции.

При поломке какого-то из датчиков, контролер переходит в аварийный режим. То есть, он берет усредненное значение показаний неисправного датчика и использует их для работы. При этом возможно изменение функционирование мотора – увеличивается расход, падает мощность, появляются перебои в работы. Но это не касается ДПКВ, при его поломке, двигатель функционировать не может.

Преимущества инжектора и его недостатки

Если бы в этой системе не было преимуществ, инжекторы не получили бы столь широкое распространение. Надежность инжектора многие могут оспорить, ведь автомобилисты нередко сталкиваются с проблемами и неизлечимыми болезнями системы. Тем не менее, в технологии намного больше плюсов, которые привлекают покупателей и дарят определенные выгоды в поездке.

+ Преимущества	— Недостатки
реальное понижение расхода топлива — инжектор может экономить, благодаря интеллектуальному управлению подачей топлива;	чистка форсунок — если вы заливаете не слишком качественный бензин или не меняете вовремя фильтры топлива, форсунки будут забиваться и перестанут распылять бензин;
полное сгорание бензина — при правильных настройках инжектор обеспечивает полное сгорание топлива и определенную интенсивность поездки;	прошивка «мозгов» в нужных режимах — на старых машинах иногда получается достичь невероятных результатов от перепрошивки, ведь технологии движутся вперед;
более выразительная динамика двигателя — водителю не приходится долгое время ожидать реакции при нажатии педали газа;	замена бортового компьютера на более функциональный вариант ЭБУ для вашей модели автомобиля с подходящими настройками;
возможность смены прошивки — с помощью простой процедуры чип-тюнинга можно полностью изменить параметры авто;	регулярная смена фильтров, как воздушного, так и топливного, с целью обеспечения нормальной работы инжектора;
технологичность и современность — машина с инжектором зачастую выбрасывает в атмосферу значительно меньше вредных веществ;	использование качественного топлива в соответствии с предписанными производителем нормами и подходящим октановым числом;
устойчивая работа в любых условиях — для хорошей работы инжектора не требуется ручное управление заслонкой воздуха, двигатель хорошо заводится в мороз.	регулярный сервис, своевременное обращение внимания на определенные недостатки работы автомобиля.

Несмотря на то, что инжектор дороже в обслуживании и более прихотлив к качеству бензина, его надежность и возможность широкой настройки параметров опережает на сотни шагов вперед карбюратор. В конце концов, за определенный пробег два типа мотора могут выйти одинаково в цене, только карбюратору нужно будет чаще уделять внимание, а инжектор сделать один раз и надолго.

И напоследок представляем вашему вниманию видео для более полного понимания принципа работы инжектора.

Принцип работы инжектора, фото, видео, типы инжектора

Принцип работы инжектора в последнее время интересует многих автолюбителей. И это не удивительно, ведь в последние годы инжекторные автомобили существенно потеснили карбюраторные, а в ближайшем будущем вообще полностью их заменят.

Хотя многие автомобилисты со стажем со скептицизмом относятся к системам принудительного впрыска топлива, обосновывая свою позицию сложностью конструкции, дороговизной в обслуживании и ремонте.

Но для этих людей все же можно найти оправдание, ведь когда все время ездишь на карбюраторном отечественном автомобиле, то про карбюратор знаешь по сути все.

Поэтому ремонт и обслуживание топливной системы у таких людей не вызывает проблем, а вот что делать с инжекторной топливной системой многие еще не знают.

Хотя если захотеть понять принцип работы инжектора, то все на много проще, чем кажется. Как говорится, было бы желание.

Однако желания мало, чтобы понять принцип работы инжектора, необходима соответствующая информация, которая помогла бы быстро разобраться в этом вопросе.

Система TCCS

Возьмем, к примеру, систему принудительного впрыска топлива от фирмы Toyota. Называется она TCCS — Toyota Computer Control System. Данная система является одной из передовой и самой надежной на данное время и поэтому заслуживает особого к себе внимания. Однако она дорогая и сложная в обслуживании.

Принцип работы инжектора

Принцип же работы инжектора других топливных систем аналогичный и основывается он на следующих процессах.

Воздух под давлением поступает в двигатель. Но предварительно поток воздуха анализируется специальным датчиком, который вычисляет объем воздуха в данный момент времени.

Эти данные передаются на компьютер, который анализирует не только данные с датчика расхода воздуха, но и другие данные по работе двигателя, такие как частота вращения коленвала двигателя, температура двигателя и воздуха и т.д.

После того как вся полученная информация обработана, компьютер определяет количество топливо, которое является оптимальным для данного объема воздуха и при этом было получено максимальное КПД (коэффициент полезного действия) от двигателя.

После обработки всей информации на форсунки подается электрически разряд определенной продолжительности. Форсунки открываются на необходимый период времени и впрыскивают заданную дозу топлива во впускной коллектор.

Принцип работы инжекторного ДВС с прямым впрыском.

Вот и весь основной принцип работы инжектора. Конечно же все это происходит очень быстро буквально за долю секунды.

Сложная составляющая

Основой и самой сложной составляющей, казалось бы, не сложного процесса, является специальная программа, которая прописана в компьютере.

Сложность ее заключается в том, что в ней должны быть учитаны и прописаны все внутренние и внешние условия работы двигателя и его систем. А это не так просто и сделать.

В остальном же, если рассматривать механическую сторону всей этой системы, то принцип работы инжектора не так уж и сложен. Про что уже и говорилось выше.

Устройство системы принудительного впрыска топлива

Из чего же состоит система принудительного впрыска топлива.

Как мы уже говорили, это:

1. Специальная программа, прописанная для каждой марки автомобиля;
2. Клапан холостых оборотов;
3. Топливный перепускной клапан;
4. Форсунки;
5. Различные датчики (в том числе и датчик кислорода, он же лямда-зонд).

Типы инжекторов

Так же хотелось бы отметить тот факт, что системы принудительного впрыска топлива встречаются двух типов.

Первый тип.

Первый предназначен для стран Европы, Японии, США, в общем, для развитых стран, где существуют строгие экологические нормы на выброс токсических веществ в атмосферу, и называется он тип инжектора с обратной связью. В таких системах уже предусмотрены и лямбда-зонд и каталитический нейтрализатор.

Второй тип.

Другой тип не имеет обратной связи, и такое оборудование в нем не предусмотрено. Соответственно такие автомобили дешевле. И выпускаются такие автомобили для стран, где не очень жесткие экологические нормы и законы.

Вкратце, не углубляясь в сложные технологические процессы, мы рассмотрели принцип работы инжектора автомобиля.

Конечно, он в некоторой мере сложнее, чем у карбюратора, но сложность эта оправдана более экономичным расходом топлива, и более высоким КПД работы двигателя в разных режимах работы. Да и время диктует свое.

Когда-то, и инжектор будет заменен более совершенной, но в тоже время еще сложной системой. Новые технологии, от этого не куда не денешься.

7 мифов о чистке инжектора.

Как работает инжектор? / Хабр

В заметке пойдет речь о работе «мозгов», управляющих двигателем вашего автомобиля или мотоцикла. Попытаюсь на пальцах и в общем объяснить что же и как происходит.

Чем занимаются те самые «мозги» и для чего они нужны? Электроника — альтернатива другим системам, выполняющим те же функции. Дозированием топлива занимался карбюратор, зажиганием управлял механический или вакуумный корректор угла опережения зажигания. В общем не электроникой единой возможно реализовать все это и достаточно продолжительное время именно так и было. На автомобилях, мотоциклах, бензопилах, бензогенераторах и во многих многих других местах работали и продолжают работать те самые системы, которые призван заменить инжектор.
Зачем же понадобилось что-то менять? Зачем сносить существующие проверенные и весьма надежные системы? Все просто — гонка за экономичностью, экологичностью и мощностью. Точность работы описанных выше систем недостаточна для обеспечения желаемого уровня экологичности и мощности, а сами по себе электронные системы управления двигателем начали появляться достаточно давно.

Я опущу принцип работы поршневых ДВС, многие знакомы с тем как работает двигатель, а те кто не знакомы — не слишком пострадают. В разрезе работы системы питания и системы зажигания двигатель это просто преобразователь воздушно-топливной смеси в механическую энергию. Можно рассматривать его как черный ящик, с некоторыми особенностями.

Итак, у нас есть топливо (бензин, этанол, пропан или метан), есть воздух и желание получить из этого механическую энергию. Сложность состоит в том, что для получения интересующих нас характеристик надо смешивать топливо и воздух в точно определенных пропорциях и поджигать их в достаточно точно определенный момент времени. Более того — при недостаточной точности мы получим ухудшение характеристик.

Вся суть работы «мозгов» сводится к дозированию топлива и поджигом смеси в цилиндрах двигателя. Это основные функции. Кроме них есть еще и дополнительные — управление турбиной, управление трансмиссией.

Подсистема, занимающаяся дозированием топлива называется инжектор, поджигом топлива занимается зажигание. Воздух в двигатель поступает «естественным» порядком. Двигатель сам всасывает воздух, его количество только может ограничиваться, для снижения мощности двигателя. Нам не нужна максимальная мощность все время, бОльшую часть времени мощность как раз ограничивается. В случае с турбиной воздух попадает в двигатель принудительно, но это не меняет сути. Воздуха столько сколько есть и мы управляем его количеством при помощи педали.
Сколько топлива нам надо подать в двигатель и как его дозировать? Есть так называемое стехиометрическое отношение, показывающее, что для полного сжигания килограмма топлива нам нужно вполне определенное количество воздуха. Для бензина это соотношение равно 14,7:1. также его называют AFR (Air Fuel Rate по английски) Это не аксиома, это некий оптимум. Смесь может быть «беднее», в ней может быть меньше топлива. Такая смесь хуже горит, двигатель сильнее греется, но сгорает все полностью. Это значения в большую сторону — AFR 15 и более. Может быть и «богаче», когда топлива больше — AFR 14 или меньше. При таком соотношении смесь сгорает не полностью, но мощность двигателя максимальна. И в ту и в другую сторону есть ограничения — если слишком увлечься, работать двигатель не будет. Нельзя просто налить 20 частей топлива и ожидать пропорционального прироста мощности.

Итак, чтобы определить сколько же топлива нам надо подать в двигатель нам надо знать сколько воздуха в него поступает. Дальше все просто — из количества воздуха по соотношению определяем количество бензина и дело сделано!
Погодите ка, а как же нам определить сколько воздуха поступает в двигатель? Для этого есть несколько путей. Обычно используют один из следующих датчиков:

ДМРВ или MAF — датчик массового расхода воздуха. Датчик этот измеряет количество проходящего через него воздуха. Как подсказывает википедия — «Датчик состоит из двух платиновых нитей, нагреваемых электрическим током. Через одну нить, охлаждая её, проходит воздух, вторая является контрольной. По изменению тока проходящего через охлаждаемую воздушным потоком платиновую нить вычисляется количество воздуха, поступающего в двигатель.». Датчики такого типа зачастую устанавливаются в гражданские автомобили. В общем то все достаточно просто. Похоже, это именно то, что нужно! Примерно так и есть.

Другой тип датчиков

ДАД или MAP — датчик абсолютного давления. Этот датчик подключен к впускному коллектору и измеряет разрежение (или же избыточное давление, в случае с наддувом) в коллекторе. На основании показаний этого датчика и датчиков температуры, частоты вращения коленвала тоже можно вычислить объем поступающего воздуха, что нам и требуется. Для корректировки его показаний надо еще знать давление окружающего воздуха. Для измерения атмосферного давления либо ставят еще один такой же датчик, который непрерывно его измеряет, либо просто до запуска двигателя измеряют давление. Во втором случае может выйти неприятность, если вы с берега моря рванули прямиком на Эверест.
MAP часто ставят на спортивные автомобили.

Устанавливается один из этих датчиков, наличие одного из них — обязательно.
Ну что же, сколько воздуха поступает в двигатель мы примерно можем вычислить.
Другой обязательный датчик —
ДПКВ или датчик положения коленвала. Этот датчик позволяет мозгам точно знать, в каком положении находится коленвал. Зачем нам это нужно? Мало знать сколько топлива надо подать в двигатель, надо подавать его в определенный момент времени. Да и зажигать смесь в цилиндрах тоже надо строго вовремя. Так что без этого датчика — никак. Есть несколько типов таких датчиков, но большинство из них — либо индукционные, либо датчики Холла, либо подобные им. В общем — бесконтактные датчики, подобные тем, которые трудятся, например, в двигателе вашего винчестера. Или в кулерах.
Следующий датчик, который вместе с ДПКВ дает еще больше информации о том, что же происходит в двигателе в данный конкретный момент — ДПРВ — датчик положения распредвала. Также его называют датчиком фаз. При помощи этого датчика можно понять в каком из цилиндров в данный момент такт впуска, куда же нам надо подавать топливо, в каком цилиндре у нас такт сжатия и время поджигать смесь. По принципу работы он подобен ДПКВ, но зачастую несколько проще. В общем то тоже самое, но на распредвале.

Этого набора датчиков нам должно хватить для запуска двигателя. Худо бедно, но этого достаточно, чтобы примерно понять сколько надо подавать топлива, когда это делать и когда поджигать полученный коктейль.
Так давайте же тогда подавать и поджигать! (не путать с разжигать и науськивать)

Исполнительные механизмы

Топливо дозируется форсунками или другими словами «инжекторами». Да да, именно по названию этого узла все это безобразие нами так и называется. Форсунка из себя ничего особо интересного не представляет. Просто электромеханический клапан. Два провода и трубопровод с топливом под давлением. Подали напряжение на выводы — форсунка открылась, прекратили пропускание тока — форсунка закрылась. Для простоты давайте сначала примем, что форсунка открывается и закрывается моментально. Тогда для оценки объема проходящего через нее топлива нам достаточно знать ее статическую производительность. Это просто объем топлива, который пройдет через форсунку за минуту. Открыли форсунку, измерили объем бензина, который через нее за минуту вытек — получили основной параметр. Теперь нам для точного дозирования надо просто открывать и закрывать форсунку на определенное время. Получается что дозирование производится «выдержкой», если говорить терминами фотографов. Чем длиннее время на которое мы открываем форсунку, тем больше топлива мы нальем в двигатель.
А поджиг смеси осуществляет все та же бессменная свеча зажигания, которая верой и правдой служила для этой цели. И катушка зажигания тоже на месте. Вот только управляется она уже «мозгами». Зажигание не изменилось, но для его работы важен ДПКВ и ДПРВ, так что без этих датчиков дела не будет.

В общем то это, можно считать, и есть в общих чертах как работает инжектор. Смотрим на показания датчиков, отмеряем нужное количество топлива и открываем форсунку на вычисленное время. И так каждый такт. Т.е. в зависимости от частоты — 100 раз в секунду на частоте в 6000об/мин коленвала. Часто? Да не так чтобы и очень.

Идем дальше?

В реальных двигателях все несколько сложнее. Точно вычислить сколько же воздуха попадает в двигатель не так просто. Для корректировки значений нужны датчики температуры охлаждающей жидкости — просто термодатчик, аналогичный тому, что показывает температуру на приборной панели. И датчик температуры поступающего воздуха. В целом незначительно отличающийся от первого, а функционально и вовсе его брат близнец — тоже просто измеряет температуру, но уже не двигателя, а воздуха, поступающего в двигатель. Зачем нам что-то корректировать? Дело в том, что пока двигатель холодный, пока он не нагреется до определенной температуры — топливо испаряется не так хорошо, а горят именно пары. Соответственно нам нужно топлива подавать больше, чтобы двигатель работал. Значит берем наше значение для оптимального соотношения, измеряем двигателю температуру и корректируем это наше значение. Также нужно откорректировать момент зажигания смеси в цилиндрах — по тем же причинам. И тут тоже корректируем.

Другой не совсем приятный момент — форсунка, которую мы приняли идеальной — на самом деле таковой не является. Во первых нужно время, чтобы она открылась, а потом закрылась. Соответственно в этом время она тоже подает топливо, но в меньшем количестве. На это тоже делается поправка. Само время открытия и закрытия зависит от напряжения бортовой сети. Одно дело когда генератор шпарит на всю и в сети 14В, а другое дело, когда генератор умер, а аккумулятор разряжен до неприличных 10В. Время открытия форсунки меняется и его надо корректировать. Мало умершего генератора, ехать то надо и двигатель не должен перестать работать в таких условиях.

Мало нам было исполнительных механизмов, для работы на холостом ходу, когда педаль мы совсем не трогаем — двигатель не должен глохнуть, его работу надо поддерживать. Для этого есть специальное исполнительное устройство — РХХ — регулятор холостого хода. Это такой шаговый двигатель (реже просто электромагнит), который через специальный канал дает двигателю «вздохнуть» мимо перекрывающей воздух дроссельной заслонки. Умный мозг не дает двигателю зачахнуть и приоткрывает этот клапан, когда обороты снижаются. Но и разойтись не дает — прикрывает его, когда обороты возрастают уж слишком сильно.

Хорошо бы нам также знать на сколько сильно водитель давит на педаль акселератора. Для этих целей смотрят не на положение педали, а на положение заслонки, которой эта педаль управляет. Датчик так и называется — ДПДЗ — датчик положения дроссельной заслонки. Технически это просто потенциометр, который измеряет на какой угол повернута ось дроссельной заслонки. Это зачем это нам надо знать, как сильно водитель давит в пол, спросите вы? Все просто, нам надо знать когда включать режим холостого хода (помним про РХХ), когда водитель жаждет острых ощущений и энергично давит на педаль — не время экономить, льем от души!

Экологические нормы достаточно строго контролируют что же «выдыхает» (пускай уж выдыхает) наш двигатель. Так что при всем желании лить «на глазок» — нельзя. нужно контролировать состав выхлопных газов. Как это сделать? Для этой цели есть так называемый лямбда зонд или датчик кислорода — датчик, показывающий сгорела ли смесь целиком, есть ли в выхлопных газах топливо либо же свободный кислород. По показаниям этого датчика инжектор может корректировать свое поведение, либо увеличивая либо уменьшая количество подаваемого топлива. Нужно это достаточно часто — бензин везде разный и даже просто хранясь в канистре или баке — стареет. А уж о заправках наших можно легенды слагать. Соответственно и режимы его горения совсем не постоянны. Ко всему прочему и производительность форсунок может «плавать». Ведь как вы поняли — расчет ведется исходя из их постоянной производительности, а форсунка со временем может забиться, производительность ее может снизиться.
А нормы строгие, а бензин дорогой, да и ехать же надо. Внимательный читатель заметил, что одного этого датчика достаточно для обеспечения обратной связи. Смотрим на состав выхлопных газов, если сгорело не все — льем меньше. Если сгорело дочиста — льем больше.
Лямбда зонды бывают двух видов — узкополосные и широкополосные. Отличаются они точностью. Первые только показывают богатая или бедная у нас смесь, вторые показывают на сколько она богатая или бедная. Даже точно указывают тот самый AFR упоминаемый в начале статьи. Ну и цена, конечно. Первые стоят 25$, вторые — 200$. С лямбдами тоже не все просто — они достаточно капризны, требуют определенной температуры для работы, а это не всегда возможно, в некоторых типах зондов рабочий элемент специально подогревают от бортовой сети. Да, лямбда может быть не одна, но это уже тонкости.

Еще один сенсор, применяемый для анализа происходящего в двигателе — датчик детонации. Детонация это процесс сгорания топлива, который протекает взрывообразно. В нормальном режиме топливо просто сгорает, при детонации топливо взрывается. Это вредно для двигателя — все равно что бить по поршню молотком. Никто не любит когда по нему бьют молотком — поршень не исключение. Явление это крайне нежелательное и для определения того, что смесь детонирует и применяют такой датчик. Он по принципу работы похож на микрофон, который «слушает» двигатель (датчик закреплен на блоке цилиндров) и по услышанному пытается отфильтровать шум работы двигателя и понять где же детонация, а где нормальная работа. Все не просто и здесь. Для облегчения работы этого датчика ставят еще датчик неровной дороги, который покажет, что это наши дороги так шумят, а не двигатель. Востребованность этого датчика возрастает на турбированых двигателях.

В итоге сами по себе мозги работают примерно следующим образом:
Есть так называемая топливная карта — таблица, в которой записано какого состава должна быть смесь. У таблицы три измерения — частота вращения коленвала двигателя, нагрузка на двигатель и собственно AFR. Просто берем из таблицы значение, положенное туда опытным товарищем.
Корректируем это значение в соответствии с показаниями датчиков температур, лямбда зонда, датчика детонации, изменением положения дроссельной заслонки и в соответствии со всеми этими поправками (часть из них тоже в табличках) вычисляем необходимое количество топлива. Пересчитываем объем топлива во время открытия форсунки в соответствии с ее производительностью, корректируем время в соответствии с напряжением бортовой сети и в момент впуска — открываем форсунку на вычисленное время.

Как видите — ничего сложного и заумного здесь нет. Просто таблицы, может быть местами ПИД регулятор, коэффициенты влияния тех или иных факторов и в итоге просто время открытия форсунки.
С зажиганием тоже самое, только там карта углов, аналогичная топливной карте (тоже таблица) и тоже корректировки в соответствии с показаниями датчиков.

В штатном режиме все работает, но что делать, если один из датчиков вышел из строя? И как это понять? Если датчик температуры, например, показывает что двигатель нагрет до 200 градусов, или что смесь детонирует несмотря на все корректировки? В этом и заключается продуманность мозгов. Вычислить, что датчик врет, не принимать во внимание его показания, зажечь «check engine» на панели и продолжить работу. Благодаря такому поведению двигатель сохранит работоспособность при выходе из строя некоторых датчиков (не всех, как вы понимаете) и позволит доехать до СТО.

Да, многие из вас заметят, что инжектор по сути достаточно простое устройство. И схематически там нет ничего военного — входящие значения считываются по АЦП, выходящие так и вовсе чисто бинарные. Ну выходные транзисторы, ну достаточно жесткие условия работы. Но это не космос далеко.
Касательно работы прошивки — тоже вроде как все не так и сложно. На мой взгляд проще всяких алгоритмов распознавания изображений и всякое такое. В процессе настройки саму прошивку никто не трогает обычно. В том смысле, что открывать исходники, корректировать алгоритмы, оптимизировать что-то — такого нет. Просто софт который позволяет изменять те самые топливные карты и другие коэффициенты. А прошивками занимаются уже инженеры на заводах. Или простые смертные, которым это интересно.
Да да, не каждый готов платить за «мозги» космические деньги, а кому-то может быть просто хочется больше контроля над происходящим. Все это привело к тому, что есть несколько проектов вполне доступных «мозгов». Есть megasquirt — www.megamanual.com/index.html, для этой аппаратной базы в последствии была написана и поддерживается кастомная прошивка с расширенным функционалом — msextra.com/doc/index.html На последнем сайте есть даже схемы этих «мозгов», может быть кому-то из электронщиков будет интересно. А программистам может быть интересно глянуть на код. Если не ошибаюсь, то он есть здесь. msextra.com/doc/ms2extra/files/release/ms2extra_3.2.1_release.zip
Есть еще VEMS — www.vems.hu/wiki который сначала назывался megasquirtAVR, но теперь сам по себе. Видел еще вот таких ребят — forum.diyefi.org там у них какой-то свой проект FreeEMS. На мой взгляд все это показывает, что все не так уж сложно и местами даже очень даже доступно.

Надеюсь получилось достаточно интересно и в меру понятно. Об опечатках прошу писать в личку. Если где ошибся — поправьте.

Инжектор: принцип работы

Инжектор (форсунка) – это элемент системы впрыска горючей смеси в двигатель транспортного средства. Иногда под понятием «инжектор» подразумевается вся система впрыска топлива.

Его предназначение – подача топлива дозами к двигателю, распыление топлива, приготовление воздушно-топливной смеси. Сегодня инжекторы устанавливают в системы впрыска двигателей большинства современных автомобилей, и бензиновых, и дизельных.

1. Виды инжекторов

Различают такие виды инжекторов по способу впрыска горючей смеси:

Электромагнитные.

Электрогидравлические.

Пьезоэлектрические.

Рассмотрим более детально каждый из видов.

Электромагнитный инжектор – обычно, такие инжекторы ставят на бензиновые двигатели (также и на те, что имеют систему непосредственного впрыска). Устройство этого типа инжекторов очень простое и включает сопло, электромагнитный клапан и иглу.

Процесс работы электромагнитного инжектора можно описать следующим образом. В нужный момент электронный блок подаёт напряжение на обмотку клапана. Создаётся электромагнитное поле, преодолевающее силу пружины и втягивающее якорь с иглой, что освобождает сопло. Потом производится впрыск топлива. Во время исчезновения напряжения, игла инжектора возвращается в исходное положение с помощью пружины.

Электрогидравлический инжектор – обычно, используют в дизельных двигателях (также в тех, которые оборудованы системой для впрыска Common Rail). Конструкция такого инжектора соединяет электромагнитный клапан, камеру управления, дроссели (впускной и сливной).

Электрогидравлические инжекторы работают на основе использования давления топлива во время впрыска и при его прекращении. По умолчанию клапан закрыт, а игла прижата к седлу давлением топлива на поршень. При этом впрыск не происходит, а давление на игле будет меньше давления, передаваемого на поршень. По сигналу из электронного блока открывается сливной дроссель, так как срабатывает электромагнитный клапан.

Топливо при этом течёт в сливную магистраль, а впускной дроссель не может быстро выровнять давление во впускной магистрали и камере управления. Из-за этого снижается давление на поршень. Что касается давления на иглу, то оно не меняется. Под действием такого давления игла поднимается и топливо впрыскивается.

Пьезоэлектрический инжектор – на сегодня это самый продвинутый прибор для впрыска топлива. Такой вид инжекторов устанавливают на дизельных двигателях с системой Common Rail. Они управляются с использование пьезоэффекта, основанном на том, что длина пьезокристалла меняется под напряжением.

Конструктивно пьезоэлектрический инжектор из пьезоэлемента и толкателя (переключает клапан и иглу в корпусе).

В основе работы этого вида инжекторов использован гидравлический принцип. В начальном положении игла за счёт давления топлива, посажена на седло. Когда на пьезоэлемент поступает сигнал, то его длина увеличивается, и он даёт усилие на толкатель, при чём происходит открытие клапана, и топливо идёт в сливную магистраль. Давление на иглу в верхней части падает, а за счёт давления в нижней части, игла поднимается и топливо впрыскивается. Количество топлива, которое нужно впрыснуть, определяется исходя из давления топлива в топливной рампе и длительности действия на пьезоэлемент.

Пьезоинжекторы срабатывают быстрее в четыре раза, нежели электромагнитные, что даёт возможность многократно впрыска в один цикл и точечной дозировки топлива.

Системы впрыска топлива в зависимости от количества инжекторов и мест подачи топлива подразделяются на такие виды:

Одноточечные (моновпрыск) – во впускном коллекторе предусмотрено всего один инжектор на все цилиндры.

Многоточечные (распределённые) – у каждого отдельного цилиндра присутствует индивидуальный инжектор, осуществляющий подачу топлива коллектору.

Непосредственные (прямого впрыска) – подача топлива осуществляется прямо в цилиндры при помощи инжекторов. Системы непосредственного впрыска дают самый лучший результат работы двигателя

2. Основные элементы инжекторной системы и принцип работы

Инжекторная система состоит из таких элементов:

Электрический бензонасос (осуществляет подачу топлива на инжектор).

Регулятор давления (даёт возможность поддерживать разницу в давлении на инжекторах и воздуха впускного коллектора).

Контроллер (делает обработку информации от разных датчиков и управляет системой зажигания и подачи топлива).

Датчики (передают контроллеру необходимую информацию для работы всей системы; в систему входят датчики детонации, температуры, коленчатого вала и т. д.). Инжектор (осуществляет впрыск топлива в двигательную систему).

Главными составляющими инжектора являются топливный фильтр, пружина, якорь, игла, штифт, электромагнитная обмотка, корпус, электрический контакт и уплотнительное кольцо. Самый важный элемент инжектора (форсунки) – сопло.

Рассмотрим принцип работы инжекторной системы.

Бензонасос создаёт давление и топливо, под этим давлением, подаётся на инжекторы. Клапан инжектора открывается и топливо попадает в коллектор (либо сразу в цилиндр, если впрыск прямой). Чем дольше клапан находится в открытом состоянии, тем большее количество топлива впрыскивается в цилиндр и, тем выше будут обороты двигателя. Длительностью открытия клапана управляет контроллер на основе информации, полученной из датчиков.

Эти датчики собирают информацию о всех параметрах работы двигателя – оборотах коленвала, температуре жидкости для охлаждения, расходе воздуха, скорости движения автомобиля, степени открытия дросселя, детонации, напряжении бортовой сети и других. Вся эта информация помогает выбрать самый оптимальный режим работы двигателя в любых условиях нагрузки.

За инжектором обязательно нужно ухаживать, чтобы он исправно работал. Во-первых, его регулярно нужно промывать (каждые 20-25 тыс. км), а во-вторых – заправлять автомобиль качественным бензином. Если долго не промывать инжектор, он может закоксоваться и тогда его вовсе придётся поменять. Содержание в топливе примесей и смол также не пойдёт на пользу инжекторам.

3. Краткая история инжектора

Принципы работы двигателя с инжекторной системой были известными ещё в конце 19 века, но ввиду сложной конструкции о таких двигателях долгое время не вспоминали.

Применение инжекторов в системах впрыска обусловил топливный кризис в 70-х годах и всеобщее внимание к окружающей среде в 80-х годах прошлого века. Карбюраторные двигатели выбрасывали в воздух очень много вредных отработанных веществ из-за сильного обогащения горючей смеси. Для уменьшения количества этих выбросов нужно было полностью менять двигательную систему.

Считается, что инжекторная система впрыска топлива родилась в 1951 году, когда корпорация Bosch установила такую систему на двухтактный двигатель Goliath 700 Sport. В 1954 году подобную систему установили на Mercedes-Benz 300 SL. А в 1967 году создали первый инжектор с электронным управлением.

Первые инжекторные двигатели были очень капризными и имели сложную механику. Зато такие отличались экологичностью и тяговитостью, а по своим характеристикам во многих аспектах превосходили карбюраторные системы.

Массовое же внедрение инжекторов началось с конца 70-х годов 20 века. Настоящий же «золотой век» инжекторов наступил в конце 20-го века с приходом электроники в автомобилестроение.

Сегодня двигатели с карбюраторными системами уже стали архаизмом. Современные транспортные средства оснащаются инжекторными системами впрыска топлива. Первые десять лет 21-го века почти завершили вытеснение карбюраторов в пользу инжекторов.

4. Плюсы и минусы инжекторов

Плюсы инжекторных систем:

Уменьшают расходы топлива благодаря правильной дозировке топлива.

Выхлопные газы с такими системами менее токсичны вследствие верно приготовленной воздушно-топливной смеси.

Повышают мощность двигателя на 8-10% (цилиндры наполняются более объёмно, а угол опережения зажигания установлен оптимально).

Система в автоматическом режиме корректирует параметры смеси при изменении нагрузок.

Не зависит от погодных условий.

Легко приводится в действие.

Минусы инжекторных систем:

Невысокая ремонтопригодность элементов системы в случае её поломки.

Высокая стоимость отдельных узлов системы и её ремонта.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Устройство инжектора. Что такое инжектор в автомобиле

 

Карбюраторные автомобили давно сменили более мощные инжекторные. Но принцип работы этой системы пока знают не все водители. Устройство инжектора не сложное, достаточно разобраться в его деталях и их функционировании. 

 

Определение понятия

 

Начинающим водителям сначала нужно разобраться в том, что такое инжектор в автомобиле. И только после этого следует узнать о принципах его работы. Инжектор – это система или отдельная форсунка, установленная на мотор. Он необходим для распределения топлива – впрыскивает его в цилиндры или впускной коллектор. Именно в этом и заключается его отличие от карбюратора. 

В зависимости от места установки системы инжекторы делятся на несколько видов. Но любой из них может обеспечить точечную подачу топлива в автомобильный мотор или его положение в камере сгорания, где затем образуется топливно-воздушная смесь. 

Не имеет значения, на каком топливе ездит автомобиль. Инжектор справляется как с бензином, так и с дизелем. 

 

История создания

Впервые инжектор был установлен в 1951 году компанией Бош на купе Голиаф 700 Спорт. А через три года Мерседес начали ставить систему на свои машины. Первые опыты использования инжектора оказались успешными. 

Но на самом деле такая установка применялась еще раньше – в 30-х годах, но только на боевой авиации. Первые устройства назвать идеальными сложно, так как они мало увеличивали мощность мотора. А об экономии топлива или охране окружающей среды в то время практически не заботились. 

В 1940-х об инжекторах из-за небольшого КПД забыли на время, так как появились реактивные двигатели. Не считая усилий компаний Мерседес и Бош, активно использовать систему начали только в 80-х. Тогда производители автомобилей внедряли устройство в свои машины. 

В то время уже значительно внимание уделялось снижению количества выбрасываемых в атмосферу газов. Из-за этого требования многие инженеры решили восстановить и модернизировать старые модели форсунок. Они быстро поняли, как работает инжектор, разобрались с его устройством и внедрили его в массовое производство. Результаты не заставили себя долго ждать – большинство современных машин работают именно на такой системе. 

 

Типы форсунок

Существует всего два вида форсунок – электронные и механические. Первый вариант более простой. В механическом инжекторе топливо идет сразу к форсункам, с помощью блока управления оно дозируется и отправляется в камеру сгорания. Именно такой инжектор устанавливают на современных автомобилях. Он дает возможность часто пользоваться машиной. 

В механической форсунке нет электронного блока управления. Дозировкой топлива занимаются распределительные клапаны. Они подготавливают очередную порцию в зависимости от уровня открытости системы. Таким было устройство инжектора, произведенного в 30-х годах. Но механические системы встречаются и сегодня – они установлены на старых автомобилях. 

Стоит более детально рассмотреть электронные форсунки. Они делятся на подвиды:

 электромагнитные;

 электрогидравлические;

 пьезоэлектрические. 

Электромагнитные форсунки используются в бензиновых двигателях. У них простая конструкция, основные детали – электромагнитный клапан с иглой и сопло. Блок управления позволяет контролировать работу инжектора, а также обеспечивает напряжение на обмотке клапана в подходящий момент. 

Электрогидравлические форсунки подходят для дизельных двигателей. Это клапаны с камерами управлениями и двумя типами дросселей – впускными и сливными. Устройство инжектора этого вида основано на давлении топлива в каждый момент работы автомобиля. Блок управления у таких форсунок электронный. Он посылает сигналы клапану, тогда инжектор приходит в действие. 

Пьезоэлектрическая форсунка подходит только для определенного вида дизельных двигателей – с впрыскивающей системой Common Rail. Но у такого инжектора есть свои преимущества: скорость реакции, которая гарантирует несколько подач топливной жидкости за полный цикл. 

Принцип работы пьезоэлектрической форсунки основывается на гидравлике. Поршень толкателя срабатывает благодаря увеличению длины пьезоэлементов, на которые воздействует сигнал блока управления. Дозу топлива определяет длительность этого воздействия и давление жидкости в топливной раме. 

 

Устройство системы

Устройство инжектора простое, хотя работа системы довольно сложная. Основные элементы:

 ЭБУ;

 форсунки;

 регуляторы давления;

 электрический бензонасос.

Электронный блок управления предназначен для контроля работы системы. С его помощью водитель может обеспечить беспрерывное функционирование инжектора. Форсунки – немаловажная деталь системы. Именно форсунки дозируют топливо и передают его в камеру сгорания. Рекомендуется через каждые 30 000 км, проезженных на автомобиле, чистить их от остатков бензина или дизеля. Регуляторы давления стабилизируют работу инжектора. С их помощью топливо выталкивается через форсунки в камеру сгорания. 

А электрический бензонасос подает бензин в двигатель. Он служит связующим звеном между мотором и бензобаком, которые расположены в разных концах машины. Для механических инжекторов на старых автомобилях использовались механические бензонасосы. У них меньше КПД и более короткий эксплуатационный срок. 

В устройство инжектора также входят датчики. Они показывают температуру нагрева и количество масла, напряжение в двигателе. 

В зависимости от типа инжектора меняется и его строение. Электромагнитная форсунка состоит из якоря и сопла, иглы, уплотнения, пружины, обмотки возбуждения и электромагнитного разъема, а также сетчатого фильтра. Эти детали объединены в единую систему под общим корпусом. 

Электрогидравлический инжектор не имеет сетчатый фильтр. Но в нем есть другие детали: камера управления, штуцер подвода бензина, сливной дроссель, поршень. Именно они и обеспечивают дозированную подачу топлива в камеру сгорания. 

В пьезоэлектрической форсунке есть все эти составляющие, но присутствуют и дополнительные детали. К ним относятся: нагнетательный канал, переключательный клапан. Они и обеспечивают стабильную работу системы. 

Независимо от типа инжектора его функционирование не изменяется. Оно основано на одних и тех же принципах действия. 

 

Принципы работы

Основные принципы работы инжектора состоят из нескольких этапов. Они тесно связаны между собой, хотя имеются и промежуточные действия. Всего этапов четыре:

 1. Измерение массы воздуха.

 2. Передача показателей в ЭБУ.

 3. Расчет количества топлива.

 4. Воздействие заряда на форсунки. 

Сначала специальный датчик измеряет массу воздуха, который поступает в инжектор. Затем эти показатели система передает в блок управления. Сюда же доходит информация и от других датчиков, которые измеряют температуру, скорость движения коленного вала. После этого система подсчитывает количество топлива, необходимого для работы двигателя. И на последнем этапе инжектор воздействует длительными электрическими зарядами на форсунки, из-за чего они открываются и выливают бензин в коллектор из магистралей. 

Самая сложная работа проходит в блоке управления, поэтому его называют мозгом системы. Это мини-компьютер с программой, которая получает данные и моментально их анализирует, быстро реагирует на все изменения в системе. 

Для стабильной работы инжектора понадобится еще две детали – кислородный датчик и каталитический нейтрализатор. Первый способен передать ЭБУ информацию о состоянии топлива и уровне токсичности выхлопных газов. А второй используется для уничтожения недогоревших частиц. 

 

Преимущества и недостатки

У каждого устройства есть свои недостатки, не стал исключением и инжектор. Но преимуществ у него все же намного больше. Основные сильные стороны:

 экономия топлива;

 увеличение мощности автомобиля;

 снижение токсичности выхлопов;

 защита машины от угона;

 устранение ручной регулировки топливной подачи. 

Карбюраторы не экономили топливо, а расходовали большое количество. Инжектор позволяет сократить расходы, при этом рабочие обороты снижаются, а мощность двигателя увеличивается. Запуск мотора стал более простым – с этой системой он превратился в автоматизированный. Система обеспечивает поддержку оборотов на холостом ходу. 

Управление мотором расширилось, хотя исчезла необходимость регулировать впрыски топлива вручную. Снизилась токсичность газов, которые образуются при сгорании бензина и выходят через выхлопную трубу. Работа инжектора больше не зависит от атмосферного давления, поэтому авто можно использовать в горах и других местностях, где воздух разрежен. 

Но важно учесть и некоторые недостатки системы:

 требования к качеству топлива;

 особенная диагностика;

 высокое давление внутри инжектора. 

Придется использовать только качественное топливо, так как в противном случае форсунки системы будут постоянно забиваться несгоревшими остатками. Диагностику и ремонт смогут провести специалисты в СТО, самостоятельно разобраться в электронном инжекторе сложно. 

Система очень чувствительна к перепадам напряжения, она зависит от электропитания. Внутри нее топливо постоянно находится под высоким давлением. Из-за этого во время аварий автомобиль может легко загореться и взорваться. На большинстве современных машин во избежание таких ситуаций устанавливают контроллер.

 

Заключение 

Инжектор нельзя назвать очень простым устройством. Но он позволяет использовать автомобиль на более высокой мощности и при этом меньше загрязнять окружающую среду. А отремонтировать его не проблемно – этим занимаются на каждом СТО. Да и определить неисправность легко: буду происходить сбои при запуске двигателя. Начинающим и опытным водителям следует задуматься о покупке современной машины именно с электронным инжектором. 

описание, устройство, фото и видео

«Родившись» в 1951 году, инжектор постепенно пришел на смену карбюраторам, читаем статью — карбюратор или инжектор. А произошло это благодаря одному из его важнейших преимуществ, которое состоит в уменьшении количества используемого топлива. Помимо которого специалисты также отмечают лучшую динамику разгона инжекторных авто, стабильность функционирования таких моторов, а также снижение числа вредных выбросов от их работы в атмосферу.

Выясним, откуда берутся такие свойства, и вообще каков принцип работы инжектора, однако прежде кратко приведу основные недостатки последнего, чтоб вы не считали его идеальным:

• дорогой ремонт узлов;
• наличие элементов, не подлежащих ремонту;
• необходимость использования качественного топлива;
• необходимость применения спецоборудования для диагностики, ремонта и обслуживания.

Как работает инжектор?

Итак, как известно, в современных авто карбюраторная система уже полностью замещена инжекторными двигателями.  Последние, в отличие от карбюраторных, повышают мощность автомобиля, улучшают динамику его разгона, экологичность. При том, что расход топлива при этом уменьшается.

Кстати, высокие экологические показатели инжектор сохраняет без различных  регулировок и настроек. Ведь там имеет место самонастройка топливовоздушной смеси, которая стала возможна благодаря кислородному датчику, установленному на выпускном коллекторе (лямбда-зонд).

Устройство инжектора.

Подача топлива в инжекторный движок производится форсунками, которые могут  располагаться или на впускном коллекторе (моновпрыск), или недалеко от впускных клапанов цилиндров (распределенный впрыск), или  непосредственно в ГБЦ — головке блока цилиндров (прямой впрыск — впрыск топлива осуществляется в саму камеру сгорания), о том, как промыть форсунок своими руками смотрим вот здесь.

 

Помимо форсунок инжектор включает в себя следующие исполнительные элементы:

• ЭБУ (контроллер) — обрабатывает данные от датчиков и управляет системами подачи топлива и зажигания;
• бензонасос (электрический) — он подает топливо;
• различные датчики: температуры, коленвала, распредвала, детонации;
• регулятор давления — поддерживает разницу давления воздуха во впускном коллекторе и форсунках.

Также все инжекторные моторы оснащаются каталитическим нейтрализатором (катализатором) в виде «сот», на котором нанесен активный слой, способствующий догоранию топлива, остающемуся в выхлопных газах. Однако заправка этилированным бензином длительное время приводит к определенным поломкам, из-за которых катализатор теряет такую способность.

Датчик кислорода в инжекторе и его работа.

Наиболее известным типом является циркониевый кислородный датчик, подробнее в статье — что такое датчик кислорода. Он есть переключатель (к слову, один из самых важных), который резко изменяет свое состояние на отметке 0.5% кислорода, содержащегося в выхлопных газах.

Устройство интерфейса датчика выглядит следующим образом: прогретый датчик (300 градусов Цельсия и выше) при богатой смеси (содержание кислорода < 0.5%), как слабый источник тока, устанавливает на выходе напряжение от 0,45 до 0,8 Вольт, а при бедной смеси (содержание кислорода > 0.5%) — от 0.2 до 0.45 Вольт. И не важно, какой точно при этом уровень напряжения, учитывается лишь то, где он расположен по отношению к средней линии. То есть топливо добавляется, когда ECU определяет сигнал бедной смеси, и уменьшается, когда богатой. Следовательно, подача топлива регулируется в зависимости от практических результатов сгорания, что дает возможность системе приспособиться к разным условиям работы.

Известно, что надежно данный датчик работает только в хорошо прогретом состоянии, следовательно, ECU система TCCS заметит его показания только в случае прогрева двигателя до нужного уровня. Однако не всех это устраивает. Поэтому для придания скорости этому процессу в датчик кислорода часто монтируют электрический подогреватель.

Компьютер системы TCCS. Самодиагностика инжектора.

В современном инжекторе установлено много датчиков, это разрешает оптимизировать его работу.

Принцип работы механического инжектора.

Хотя ранее использовались иные конструкции инжекторных моторов с впрыском. К примеру, известен такой двигатель, в котором управление происходит при помощи механических устройств. Управление здесь — дозировка объема топлива при помощи специального клапана. Клапан же управляется системой рычагов, которую приводит в действие воздушный поток. Сегодня механически управляемые клапаны уже полностью изжили себя.

В настоящее же время в каждой системе впрыска есть встроенная подсистема самодиагностики, которая позволяет установить неисправности узлов, датчиков и исполнительных механизмов системы. После самодиагностики компьютер вырабатывает диагностические коды. Они извлекаются из памяти компьютера и расшифровываются согласно таблицам. У каждого производителя свой вариант извлечения данных кодов. Найти практически всех их можно в свободном доступе в интернете, подробнее о диагностике инжектора своими руками, можно прочитать тут. Кроме того рекомендую ознакомиться с инструкцией, о том как почистить инжектор.

Видео

Рекомендую прочитать:

Как работает топливная форсунка? Бензин и Дизель

Назначение топливной форсунки:

В основном, топливная форсунка предназначена для распыления топлива в распыленной или туманной форме, чтобы оно сгорело полностью и равномерно. Топливный насос высокого давления (FIP) подает дизельное топливо под давлением через линии высокого давления к впускному отверстию каждого инжектора. Однако обычные форсунки или форсунки первого поколения открываются под действием гидромеханического давления. Внутри обычного инжектора пружина удерживает игольчатый клапан в «закрытом» положении до тех пор, пока давление в линиях высокого давления не достигнет определенного значения.В дизельных двигателях DI и IDI более ранних поколений использовались обычные форсунки, как показано на диаграмме ниже.

Диаграмма поперечного сечения обычной дизельной форсунки

Принцип работы обычной топливной форсунки:

Игольчатый клапан точно управляется чувствительной к давлению пружиной. Он поднимается со своего седла, впрыскивая дизельное топливо в цилиндр в сильно распыленной или туманной форме. В момент падения давления игольчатый клапан возвращается на свое место, что приводит к прекращению впрыска.Форсунка впрыска имеет чрезвычайно критические допуски. Зазор между его движущимися частями составляет всего 0,002 мм или 2 микрона.

Современный инжекторный блок нагнетает дизельное топливо через небольшое отверстие в форсунке размером всего 0,25 мм². Количество впрыскиваемого топлива может варьироваться от 1 мм³ до 350 мм³. Обычные форсунки открываются и закрываются гидромеханически. Они имеют среднее давление открытия сопла от 140 до 210 кг / см2. Современный агрегат Bosch распыляет дизельное топливо на скорости до 2000 км / ч.Bosch и Lucas — ведущие мировые производители дизельных форсунок.

Принцип работы бензинового инжектора:

Бензиновые форсунки нового поколения существенно отличаются по конструкции и размерам от обычных дизельных форсунок. Двигатель с непосредственным впрыском бензина (GDI) создает топливно-воздушную смесь внутри камеры сгорания. Открытие впускного клапана позволяет поступать только свежему воздуху. В то время как форсунки высокого давления впрыскивают бензин в камеру сгорания, это улучшает охлаждение камеры сгорания.Это обеспечивает более высокий КПД двигателя за счет более высокого сжатия, что, в свою очередь, увеличивает топливную экономичность и крутящий момент.

Бензиновый тип GDI (Фото любезно предоставлено Bosch)

Насос высокого давления подает топливо в топливную рампу высокого давления (также известную как Common Rail). Кроме того, электромагнитный инжектор высокого давления Bosch HDEV5 имеет номинальное давление в системе до 20 МПа и размер капли / SMD (средний диаметр по Заутеру) всего 15 мкм. Форсунки установлены на топливной рампе / общей топливной рампе. Кроме того, форсунки дозируют и распыляют топливо под высоким давлением и очень быстро.Кроме того, форсунки обеспечивают оптимальную смесь и впрыскивают бензин в камеру сгорания.

Для получения дополнительной информации прочтите о GDI.

Что такое блочный инжектор?

Кроме того, в системах впрыска топлива на дизельных двигателях CRDi используется «насос-форсунка» или «насос / форсунка». Он объединяет функции форсунки-форсунки и топливного насоса в единый блок. Эта конструкция состоит из отдельного насоса, назначенного для каждого цилиндра, а не из общего насоса, используемого для всех цилиндров в моделях предыдущего поколения.

Блочный инжектор (Изображение предоставлено Bosch)

В этой системе насос и форсунка объединены в единый компактный узел, который устанавливается непосредственно на головку блока цилиндров. Такая конструкция устраняет необходимость в топливопроводах высокого давления. Встроенные каналы, встроенные непосредственно в головку блока цилиндров, подают дизельное топливо. Таким образом, это помогает исключить потенциальные отказы утечек топливопровода.

Функционирование насос-форсунки:

При работе верхний распредвал приводит в действие топливный насос низкого давления.Затем он подает дизельное топливо в топливные каналы в головке блока цилиндров и во впускное отверстие всех форсунок. Для привода плунжерного насоса внутри форсунки используется общий распределительный вал. Такая конструкция обеспечивает более высокое давление впрыска до 2200 бар и точное время впрыска. Кроме того, он точно контролирует количество впрыскиваемого топлива. Кроме того, электромагнитный клапан работает как двухпозиционный переключатель для подачи топлива в форсунку.

Помпа двойного типа (Фото: VW)

Пьезоэлектрический инжектор:

Самым совершенным типом инжектора, несомненно, является пьезоэлектрический инжектор.’Он не только обеспечивает повышенную точность для двигателей последнего поколения CRDi, но также создает давление топлива до 3000 бар или 44000 фунтов на квадратный дюйм. Кроме того, эти современные топливные форсунки работают по принципу «пьезо». Слово «пьезо» происходит от греческого слова «пьезеин», что означает сдавливание или надавливание.

Пьезо-тип (Фото любезно предоставлено Denso)

Пьезо-привод состоит из сотен керамических пластин, уложенных одна над другой в инжекторе. Будучи электрически заряженными, пьезокристаллы могут изменить свою структуру всего за несколько тысячных долей секунды, слегка расширившись.Это расширение штабеля приводит к его линейному перемещению. Затем он передается непосредственно на иглу инжектора без какой-либо механической связи между ними. В результате форсунки открываются / закрываются за несколько миллисекунд (тысячную долю секунды). Следовательно, он может впрыснуть крошечное количество топлива, весом менее одной тысячной грамма, а также тонко его распределять.

Пьезоэлектрические форсунки имеют:

1. Очень высокая скорость работы
2. Чрезвычайно быстрое время отклика
3.Повторяемость движения клапана
4. Точное дозирование впрыскиваемого топлива
5. Повышенная частота — до семи впрысков на цикл сгорания

Пьезо-форсунки:

1. Оптимизировать сгорание топливовоздушной смеси.
2. Меньший расход топлива.
3. Уменьшить количество загрязняющих веществ, снизить выбросы.

Видео о работе топливной форсунки смотрите здесь:

О CarBikeTech

CarBikeTech — это технический блог. Его члены имеют опыт работы в автомобильной сфере более 20 лет.CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.

Посмотреть все сообщения CarBikeTech

Принцип работы и схема топливной форсунки

Электронная система впрыска топлива — это серия топливных систем, в которых используются электромеханические детали для подачи топлива из бака в цилиндр с идеальным соотношением.

Одной из основных частей системы EFI является инжектор. Тогда каково определение инжектора? как работает инжектор на двигателе? проверьте содержимое ниже

Определение и функция топливной форсунки

Топливная форсунка — это клапан с электроуправлением, который используется для распыления топлива.В системе впрыска бензина форсунка действует как дверца для распыления топлива из топливных магистралей во впускной коллектор.

Инжектор выполняет не только функцию распылителя, но и распыляет топливо во впускном коллекторе. Когда топливо находится в форме распыления, молекулы могут лучше смешиваться с воздухом.

Когда на форсунку подается питание, форсунка открывается, так что топливо под высоким давлением внутри форсунки может распыляться.

Тогда кто контролирует работоспособность инжектора? это работа ЭБУ.ЭБУ (электронный блок управления) будет регулировать открытие форсунки, и это так. Но ЭБУ нуждается в помощи ряда датчиков.

Итак, схема, датчик будет определять несколько состояний двигателя, таких как температура двигателя, температура всасываемого воздуха, период всасываемого воздуха и другие. Затем датчик отправит данные в ЭБУ, данные будут обработаны ЭБУ, а выходные данные будут отправлены для форсунок, находящихся под напряжением.

Дополнительные сведения о системе впрыска топлива в бензиновых двигателях

Принцип работы инжектора

img от enginebasics.com

Форсунка работает с использованием электроэнергии, когда на форсунку подается напряжение, форсунка открывается, и топливо распыляется. Какова продолжительность подачи напряжения, влияющего на объем распыляемого топлива.

Форсунка состоит из трех основных компонентов;

Трубка — это основной корпус форсунки (цилиндрическая часть), здесь заканчивается топливо.

Соленоид — это магнитная катушка, которая может преобразовывать электрическую энергию в энергию движения.При этом напряжение от ЭБУ поступает на соленоид. На соленоидах электромагнитные силы возникают из-за протекания электричества через катушку.

Электромагнитная сила будет перемещать железный сердечник в середине катушки, это движение открывает сопло.

При этом насадка представляет собой игольчатую деталь (конусообразную). В нормальных условиях (форсунка выключена) форсунка закрывает зазор трубки. Однако, когда сопло слегка жидкое, зазор трубки откроется.

Это вызывает разбрызгивание топлива.

Одна вещь, о которой нельзя забывать, это распыление топлива в виде распылителя.

Это происходит из-за того, что зазор в трубке очень мал и имеет круглую форму. При высоком давлении топлива топливо распыляется.

Тип топливной форсунки

Широко применяются три типа форсунок;

1. Пружинный инжектор

Этот тип также называют механическим инжектором, это вызвано его работой, которая не использует электрическую энергию, а вместо этого использует существующее давление топлива.

Основным компонентом этой форсунки является пружина. В выключенном форсунке пружина толкает форсунку вниз и закрывает трубку. Однако при самопроизвольном повышении давления топлива форсунка открывается автоматически.

Но форсунка также открывается очень мало, потому что пружина все еще удерживается.

Поскольку он работает только тогда, когда давление топлива повышается самопроизвольно, давление топлива в этой системе впрыска не может поддерживаться непрерывно. Давление топлива будет увеличиваться только при достижении угла опережения зажигания.

Итак, как контролировать тайминг и продолжительность форсунки?

Это работа от ТНВД высокого давления. Насос самопроизвольно поднимает давление по достижении тайминга, в то время как продолжительность регулируется топливным баллоном внутри насоса, и объем может изменяться в зависимости от открытия педали газа.

Этот тип широко применяется в обычных дизельных двигателях

2. Электромагнитный инжектор

Соленоидный инжектор работает на электромагнитных принципах, процесс описан выше.Где электрические силы будут преобразованы в механические движения через магнитную катушку.

Отличие от первого типа, соленоидный тип имеет стабильное давление топлива (постоянно). Это потому, что инжектор управляется ЭБУ.

Этот тип широко применяется в бензиновых двигателях EFI, а также в дизельных системах впрыска Common Rail.

3. Форсунка Pizeo

Топливный инжектор Pizeo — это инжектор, в котором используется материал кусочков пизео.Ломтик пизео — это материал, который может изменять свой объем под напряжением.

В этом случае в инжектор помещаются тысячи ломтиков пизео. Когда ЭБУ подает напряжение, этот кусок пизео сдуется. Сдув будет совершать минимальное движение, и это движение используется для перемещения сопла так, чтобы зазор сопла был открыт.

Этот тип относительно новый, поэтому пока мало разработчиков, использующих эту модель.

Как работают топливные форсунки — шаг за шагом, весь процесс

Сегодняшняя зависимость человеческой жизни от машин, особенно транспортных средств, достигла точки, когда это стало необходимостью.В наши дни покупка автомобиля для повседневной жизни стала неизбежной. Но с этим даром технологий связано и множество других обязанностей. Эти машины не только регулярно нуждаются в топливе и других дорогостоящих материалах, но и требуют особого ухода со стороны владельца. И для этого вам необходимо иметь базовые знания о том, как работает ваш автомобиль.

Работа топливных форсунок

Обычно люди довольно хорошо осведомлены о том, как работают их автомобили, но одна проблема, с которой они сталкиваются, — это , как работают топливные форсунки, и как топливо подается в их двигатели.Итак, здесь, в этой статье, я подробно объясню вам вопрос, упомянутый выше, и удовлетворю все ваши потребности в знаниях.

Что такое топливные форсунки

Назначение топливных форсунок — подавать правильное количество топлива в двигатель, чтобы оно могло эффективно сжигать его для питания двигателя. К сожалению, это не так просто, как кажется. В двигатель необходимо подавать точное количество топлива и воздуха для сгорания, слишком много или слишком мало топлива может вызвать засорение двигателя или даже не дать ему запуститься, соответственно.В прошлом механизм для решения этой задачи в реализации карбюраторных двигателей был не столь совершенен. Благодаря современным технологиям у нас теперь есть гораздо лучший способ реализовать это, а именно топливные форсунки.

Топливная форсунка — это механический клапан с электронным управлением. Обычно его устанавливают под определенным углом, чтобы впрыскивать необходимое количество топлива в камеру сгорания двигателя. Не только количество впрыскиваемого топлива должно быть точным, но и угол его расположения, давление и форма распыления также должны быть очень точными в соответствии с необходимостью идеального соотношения топлива и воздуха для сгорания.

Что такое топливные форсунки

Типы топливных форсунок различаются как для бензиновых, так и для дизельных двигателей. В то время как топливные форсунки для бензиновых двигателей используют косвенный механизм для распыления топлива, в дизельных двигателях используется скорее прямой механизм. Но это касается только механизма, используемого для распыления, и не имеет никакого отношения к тому, как работают топливные форсунки.

Читайте также: Лучший очиститель топливных форсунок

Как работают топливные форсунки

Топливная форсунка — это клапан, управляемый пружинами или ЭБУ (электронный блок управления), способный открываться и закрываться несколько раз в секунду.Топливо забирается из топливного бака и транспортируется к форсункам. Топливные магистрали используются для транспортировки. Как только топливо достигает форсунки, давление в нем повышается до нужной степени с помощью регулятора давления топлива. Затем топливо разделяется на несколько цилиндров. После этого в качестве последнего шага топливо окончательно распыляется на камеру сгорания. Однако это всего лишь обобщенный обзор, и ниже вам будет подробно объяснено , как работают топливные форсунки .

Существует два типа топливных форсунок:

Механическая топливная форсунка

Первичный механизм, используемый здесь для впрыска топлива, очень похож на карбюраторные системы, используемые в прошлом, поэтому многие люди до сих пор получают его путали с карбюраторными двигателями, но на самом деле между ними есть довольно важное различие.В то время как карбюраторная система забирает топливо под низким давлением из топливного бака, эти системы механических топливных форсунок перекачивают топливо под высоким давлением из топливного бака, что является основным принципом работы механических топливных форсунок.

После откачки из топливного бака топливо попадает в аккумулятор. Вы можете думать об аккумуляторе как о буфере для временного хранения топлива. Затем вступает в действие блок управления дозированием системы. Его задача — распределять топливо по цилиндрам.Здесь важна подача нужного количества топлива в цилиндры в нужное время.

Механическая топливная форсунка

При входе в цилиндр топливо и воздух должны быть очень точно смешаны с нужным количеством обоих. Это достигается за счет использования заслонки, которая находится внутри воздухозаборника двигателя. Это позволяет топливу поступать правильным потоком и смешиваться с воздухом в нужном количестве. Всякий раз, когда мы увеличиваем или уменьшаем скорость транспортного средства, откидная заслонка открывается более или менее, соответственно, то же самое и в случае с распределителем топлива.Следовательно, оба остаются пропорциональными.

Здесь для работы системы используются две пружины. Одна из них — это основная пружина, а другая — под названием «Плунжерная пружина». Основная пружина предназначена для управления подачей топлива в топливную форсунку, топливо, поступающее из топливного насоса, находится под давлением, и это давление заставляет главную пружину открываться и пропускать топливо внутрь топливной форсунки.

Когда топливо поступает во впускное отверстие, оно смешивается с воздухом, и давление увеличивается, это увеличивающееся давление заставляет пружину плунжера двигаться вперед и назад, что, в свою очередь, заставляет плунжер перемещаться наружу, вызывая открытие сопла и, следовательно, контролируемое распыление топлива происходит.Как вы можете заметить, используемый здесь механизм зависит от пружин, поэтому многие технические специалисты часто называют механические форсунки подпружиненными форсунками.

После завершения впрыска топлива для данного цикла, в соответствии с вводом, заданным блоком управления, давление затем снижается, и в конечном итоге толкаемый наружу плунжер перестает испытывать давление и возвращается в исходное положение. Это приводит к заеданию спрея и, следовательно, к прекращению подачи топлива на определенный цикл.

Читайте также: Что происходит, когда топливные форсунки выходят из строя

Электронные топливные форсунки

Здесь мы поговорим о втором типе топливных форсунок и о том, как эти топливные форсунки работают . Это довольно новая реализация топливных форсунок, так как многие новые автомобили, поступающие в настоящее время, имеют эту систему.

Как написано выше, базовый принцип работы этой и механической системы совершенно одинаковый. Однако есть два момента, в которых они различаются.А именно, количество топлива и натяжение, используемое для открытия и закрытия клапана с помощью пружины. Вместо того, чтобы использовать эти две функции для управления разбрызгиванием топлива, электронные системы используют электронный блок управления, который управляет всеми необходимыми функциями.

Некоторые датчики помогают отслеживать такие вещи, как температура воздуха, давление воздуха на впуске, температура двигателя, частота вращения двигателя, положение акселератора. Все они подключены к ЭБУ, и текущая информация поступает в ЭБУ в режиме реального времени.

Электронная топливная форсунка

В соответствии с условиями и расчетами, выполненными ЭБУ, он вычисляет конкретное количество топлива, которое необходимо для подачи в цилиндры. Все эти входные данные поступают в ЭБУ в режиме реального времени, и обработка происходит так быстро, что степень открытия клапанов рассчитывается почти одновременно.

Топливные направляющие используются для перекачки топлива из топливного бака, и эти направляющие соединены с топливной форсункой. Внутри топливных направляющих поддерживается постоянное давление, и установлен электрический топливный насос, который позволяет топливу перемещаться по топливным направляющим в топливную форсунку.

По мере того, как данные поступают в ЭБУ, он вычисляет количество топлива, которое необходимо впрыснуть, и количество клапанов, которые необходимо открыть, чтобы это произошло. Когда электронные сигналы отправляются от блока управления двигателем на штифты топливной форсунки, которые, в свою очередь, подключены к батарее и системе зажигания, внутри топливной форсунки создается электромагнит, который заставляет плунжер перемещаться наружу, тем самым создавая путь для подачи топлива. проходить. Это отверстие для топлива очень точно рассчитывается ЭБУ.Таким образом, форсунка наконец открылась, и топливо распыляется на двигатель внутреннего сгорания.

После завершения определенного цикла впрыска топлива ЭБУ прекращает посылать электронный сигнал на топливную форсунку и, таким образом, дезактивировать электромагнит. Поскольку электромагнит деактивируется, больше нет ничего, что толкало бы плунжер наружу, форсунка закрывается, что приводит к остановке распыления топлива.

Это механизм, используемый электронными топливными форсунками, где электронная схема используется для точного открытия клапана, и, следовательно, здесь не используется никакой механический механизм, хотя принцип управления как в механических, так и в электронных топливных форсунках довольно одинаковый.

Заключение

Топливная форсунка является прекрасным примером инженерной мысли и значительно упростила задачу доставки нужного количества топлива для сгорания. Они также помогли автомобильной промышленности достичь эффективности, улучшить переходную реакцию дроссельной заслонки, и они также очень помогают при холодном пуске, поскольку клапаны позволяют протекать большему количеству топлива в течение короткого промежутка времени, что невозможно сделать с использованием карбюраторных двигателей.

Что такое топливная форсунка и как она работает?

Введение

«Совершенствование технологий сегодня приведет вас к большей эффективности завтра» очень правильно сказано, поскольку с увеличением зависимости человека от машин не только облегчает жизнь, но и увеличивает потребность в топливе, особенно если мы говорим Что касается автомобилей, количество транспортных средств на дорогах резко увеличилось с начала 20-го века, что напрямую отражает спрос на топливо, а также цены, поэтому у исследователей возникла необходимость создать инновационную систему, которая может сделать привод доступным, а также надежный.Чтобы решить эту проблему, в 1920 году компания Bosch придумала устройство под названием «Топливная форсунка» для дизельного двигателя, которое стало настоящим прорывом в области двигателей внутреннего сгорания, поэтому давайте углубимся в подробности.

Что такое топливная форсунка?

Топливная форсунка — это механическое устройство с электронным управлением, которое используется для впрыска / распыления (как шприц) топлива в двигатель для приготовления правильной воздушно-топливной смеси, которая, в свою очередь, обеспечивает эффективное сгорание в двигателе?

Положение топливных форсунок различается в зависимости от конструкции двигателя, но обычно они устанавливаются на головке двигателя с наконечником внутри камеры сгорания двигателя.

Зачем они нужны?

Топливные форсунки необходимы для всех автомобилей в наши дни, потому что-

• Принцип работы двигателей внутреннего сгорания прямо указывает на то, что лучше качество топливно-воздушной смеси будет лучше сгорание, что, в свою очередь, обеспечивает более высокий КПД двигателя. , поэтому нам нужны топливные форсунки, которые обеспечивают гораздо лучшее качество топливовоздушной смеси, чем карбюраторы.
• Неправильное смешивание воздуха с топливом, обеспечиваемое карбюраторами, оставляет различные несгоревшие частицы внутри камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания, что приводит к неправильному распространению пламени сгорания, из-за чего происходит сбой в работе двигателя, известный как детонация или детонация, чтобы избежать почти все автомобили на дорогах сегодня используют технологию впрыска топлива.
• Потери топлива в виде углерода или несгоревших частиц внутри камеры сгорания напрямую отражают пробег транспортного средства, что нежелательно, поэтому во избежание этого становится важным использование технологии впрыска топлива.
• В случае карбюраторов управление качеством и синхронизацией топливовоздушной смеси (дозирование топлива) не является точным, как в карбюраторах, регулировка может выполняться механически, но когда дело доходит до топливных форсунок, благодаря их интеллектуальному электронному блоку управления или электронному управлению. .c.u может быть достигнута высокая точность дозирования топлива.
• Было замечено, что не только пробег, но и характеристики автомобилей с впрыском топлива лучше, чем у автомобилей с карбюратором.

Также читайте:

Типы топливных форсунок

Развитие технологий впрыска топлива привело к появлению различных механизмов впрыска топлива, таких как впрыск топлива в корпус дроссельной заслонки, многоточечный впрыск топлива, последовательный впрыск топлива и прямой впрыск, который могут использоваться в зависимости от области применения, но когда дело доходит до типов топливных форсунок, категоризация их является действительно сложной задачей.Согласно нам, топливные форсунки можно разделить на —

На основе топлива

На основе впрыска топлива форсунки бывают 2-х типов —

1. Форсунки дизельного топлива

Эти топливные форсунки используются впрыскивать или распылять дизельное топливо (которое является более тяжелым топливом, чем бензин) непосредственно в камеру сгорания дизельного двигателя для дальнейшего сгорания путем сжатия.

Капилляр и сопло форсунок дизельного топлива выполнены таким образом, что они могут образовывать пакеты дизельного топлива при распылении топлива внутри камеры сгорания.

Дизельные топливные форсунки требуют более мощного впрыска, чем бензиновые форсунки, поскольку дизельное топливо тяжелее бензина.

2. Бензиновые топливные форсунки

Это топливные форсунки, используемые для впрыска или распыления бензина непосредственно или через впускной коллектор в камеру сгорания для дальнейшего искрового сгорания.

Капилляр и сопло бензиновых топливных форсунок делаются меньше или такие же, как у дизельных топливных форсунок, в зависимости от требований.

Так как бензин легче дизельного топлива, бензиновые форсунки требуют меньше нагнетания впрыска, чем дизельные форсунки.

На основе учета топлива

На основе учета топлива (контроль скорости, количества и давления топлива) топливные форсунки бывают двух типов —

1. Топливные форсунки с механическим управлением

Они представляют собой топливные форсунки, в которых управление скоростью, количеством, синхронизацией и давлением топлива осуществляется механически с помощью пружины и плунжера, который принимает входной сигнал от кулачка и узла топливного насоса или от распределителя топлива (опережающего).

2. Топливные форсунки с электронным управлением

Это топливные форсунки, в которых управление скоростью, количеством, давлением и синхронизацией топлива осуществляется электронным способом с помощью электронного соленоида, который принимает входные данные либо от распределителя топлива, либо от электронный блок управления (усовершенствованный) автомобиля.

Конструкция топливных форсунок

Конструкция топливной форсунки напоминает форсунку для садового душа, которая используется для распыления воды на траву, ту же цель выполняет топливная форсунка, но разница в топливе вместо воды , форсунка распыляет топливо внутри двигателя.позволяет понять конструкцию топливных форсунок, рассматривая топливные форсунки с механическим управлением и топливные форсунки с электронным управлением —

Топливные форсунки с механическим управлением

Топливные форсунки с механическим управлением, состоящие из следующих частей:

• Корпус форсунки –Это внешний корпус или его можно назвать оболочкой, внутри которой все остальные части форсунок устроены так же, как садовый душ. Внутренняя часть корпуса форсунки спроектирована таким образом, что она содержит точно спроектированный капилляр или канал, через который топливо под высоким давлением из топливного насоса может течь для дальнейшего распыления.

• Плунжер — Плунжер используется на сопле или узком конце топливной форсунки, который используется для открытия или закрытия форсунки под действием давления топлива, регулируемого распределителем топлива или регулятором двигателя.
• Пружины — Две пружины используются внутри топливных форсунок с механическим управлением:

1. Пружина поршня Движение поршня вперед и назад управляется пружиной поршня, которая срабатывает, когда давление топлива внутри топлива Увеличение форсунки приводит к открытию форсунки и возвращается в исходное положение при понижении давления, что, в свою очередь, закрывает форсунку.
2. Основная пружина — Основная пружина используется для управления впуском топливной форсунки. Основная пружина работает под действием давления топлива, создаваемого топливным насосом.

Также читайте:

Топливная форсунка с электронным управлением

Это интеллектуальный тип топливной форсунки, которая управляется электронно электронным блоком управления двигателя, который также известен как мозг современных двигателей.

Топливные форсунки с электронным управлением состоят из следующих частей —

• Корпус форсунки — Так же, как и у топливной форсунки с механическим управлением, корпус этого типа форсунки представляет собой точно спроектированный полый корпус, внутри которого расположены все остальные компоненты.

• Плунжер- То же, что и в топливной форсунке с механическим управлением, плунжер используется для открытия и закрытия форсунки, но в топливной форсунке с электронным управлением открытие форсунки регулируется электронно с помощью электромагнитов.

• Пружина — Так же, как и в топливной форсунке с механическим управлением, плунжерная пружина используется для удержания плунжера в его положении, чтобы закрыть форсунку топливной форсунки, когда это необходимо.

• Электромагниты — В отличие от топливных форсунок с механическим управлением, этот тип форсунок снабжен электромагнитами, расположенными непосредственно вокруг плунжера, который управляет открытием форсунки, принимая электронный сигнал от электронного блока управления двигателем через электронный штекер или соединение, соединяющее топливную форсунку с электронным блоком управления двигателем.
• Электронный штекер / соединение- На верхнем конце топливной форсунки с электронным управлением имеется соединение / штекер, через который электронный сигнал от электронного блока управления двигателем передается на электромагниты, которые, в свою очередь, открывают форсунку по порядку. для распыления топлива.

Рабочий

На данный момент нам известно назначение топливной форсунки. Итак, чтобы понять поведение различных частей топливной форсунки для достижения этой цели, давайте рассмотрим механические и электронные топливные форсунки —

Топливная форсунка с механическим управлением

Когда мы включаем зажигание автомобиля, чтобы запустить двигатель, топливный насос двигателя начинает перекачивать топливо в распределитель топлива, который, в свою очередь, начинает регулировать время и количество распыляемого топлива.

• После топливораспределителя топливо поступает в топливную форсунку в соответствии с инструкцией распределителя топлива по топливопроводам.

• В топливной форсунке, когда это топливо под высоким давлением достигает топливной форсунки, из-за своего высокого давления это топливо толкает впускную или главную пружину, чтобы войти в топливную форсунку.

• Когда это топливо попадает в топливную форсунку, оно начинает толкать пружину плунжера, которая, в свою очередь, толкает плунжер наружу, и происходит открытие форсунки, что приводит к разбрызгиванию топлива.

• Когда распыление топлива для определенного цикла завершается в соответствии с вводом, подаваемым распределителем топлива, давление внутри топливной форсунки уменьшается, из-за чего пружина плунжера сохраняет свое исходное положение, что приводит к закрытию форсунки и разбрызгиванию подача топлива прекращается для этого конкретного цикла.

Топливная форсунка с электронным управлением

Когда мы ВКЛ зажигание автомобиля, чтобы запустить двигатель, топливный насос вместе с электронным блоком управления двигателем.

• Топливный насос начинает подачу топлива в топливную форсунку, а время, количество и давление топлива, поступающего в топливную форсунку, регулируются электронным блоком управления.

• Электронный блок управления отправляет электронный сигнал на топливную форсунку с помощью электронного соединения, из-за этих электронных сигналов от ЭБУ срабатывают электромагниты внутри топливной форсунки, которые, в свою очередь, толкают плунжер наружу, что приводит к открытию сопла и, наконец, происходит распыление топлива.

• После завершения этого конкретного цикла электронный сигнал от ЭБУ прекращается, что, в свою очередь, отключает электромагниты, в результате чего поршень возвращается в исходное положение, что приводит к закрытию сопла и прекращению распыления топлива.

• Закрытие форсунки поддерживается пружиной плунжера.

Это все о топливной форсунке. Если вы нашли эту статью полезной и информативной, не забудьте поставить лайк и поделиться ею с друзьями.

Система впрыска топлива: определение, функции, виды, работа

Вы знаете, как топливо поступает в камеру сгорания в автомобильных двигателях? Уверен, вы думаете не о карбюраторе, а о топливной форсунке . Сейчас они больше всего ушли в прошлое, особенно для двигателей внутреннего сгорания. Используемый эффективный процесс известен как система впрыска топлива .

Впрыск топлива — это введение топлива в двигатели внутреннего сгорания, в основном автомобильные, с использованием инжектора.Этот процесс был введен в соответствие с законами о выбросах и топливной эффективности. За год производители автомобилей увидели большие преимущества топливных форсунок, и именно здесь начинается падение карбюраторов.

С 1980 года впрыск топлива стал альтернативой карбюраторам на бензиновых двигателях. Что ж, разница между впрыском топлива и карбюрацией заключается в том, что впрыск топлива распыляет топливо через маленькую форсунку под высоким давлением. В то время как карбюраторы полагаются на всасывание топлива в воздушный поток через трубку Вентури.

Исследования показали, что все дизельные двигатели конструктивно используют впрыск топлива. В газовых двигателях можно использовать непосредственный впрыск бензина, при котором топливо подается непосредственно в камеру внутреннего сгорания. Также можно использовать непрямой впрыск, когда топливо смешивается с воздухом перед тактом впуска.

Сегодня мы подробно рассмотрим определение, функции, детали, типы, принцип работы, проблемы, а также преимущества и недостатки системы топливных форсунок в автомобильных двигателях.

Прочтите: все, что вам нужно знать об автомобильном поршне

Что такое топливная форсунка?

Топливные форсунки представляют собой небольшие форсунки с электронным управлением для распыления топлива под высоким давлением в камеру сгорания двигателя. Он содержит клапаны, которые могут открываться и закрываться много раз в секунду.

До появления топливных форсунок карбюратор широко использовался в двигателях, и до настоящего времени этот двигатель все еще существует.Фактически, во многих других машинах, таких как газонокосилки и бензопилы, по-прежнему используются карбюраторы. Но поскольку компонент усложнился, пытаясь контролировать все требования к автомобилю, была выпущена лучшая альтернатива.

Карбюраторы, где сначала была заменена система впрыска топлива в корпус дроссельной заслонки. Эта система также известна как одноточечная или центральная система впрыска топлива. Это электрически управляемые топливные форсунки в корпусе дроссельной заслонки.

Это была почти лучшая альтернатива, которая позволяла производителям автомобилей не вносить радикальных изменений в конструкцию двигателей.

Постепенно, по мере разработки новых двигателей, многоточечный впрыск топлива заменил впрыск топлива в корпусе дроссельной заслонки. Этот многоточечный впрыск топлива также известен как портовый, многоточечный или последовательный впрыск топлива.

Система содержит топливные форсунки для каждого цилиндра, которые распыляются прямо на впускной клапан. Он обеспечивает более точный учет топлива и более быструю реакцию.

Функции топливной форсунки

Ниже приведены функции топливных форсунок в двигателе внутреннего сгорания:

• Основное назначение системы впрыска топлива в дизельных двигателях заключается в том, что на их конструкцию сильно влияет компонент,
• Топливная форсунка помогает подавать топливо в цилиндры.
• Улучшает характеристики двигателя по характеристикам, выбросам и шуму.
• Топливо подается под очень высоким давлением впрыска.
• Его материалы спроектированы таким образом, чтобы выдерживать более высокие нагрузки и обеспечивать долговечность, соответствующую работе двигателя.
• Еще одно предназначение системы впрыска — своевременный впрыск топлива. То есть регулируется момент впрыска.
• Необходимо подать правильное количество топлива, чтобы обеспечить требуемую мощность двигателя.Вот почему контролируется дозирование впрыска.
Инжектор
• изготовлен с большей точностью и допуском, чтобы обеспечить его эффективность работы. Это также предотвращает утечку.
• Топливная форсунка распыляет топливо на очень мелкие частицы топлива, обеспечивая испарение каждой маленькой капельки топлива и ее сгорание.
• Кислорода достаточно для смешивания с распыляемым топливом и обеспечения полного сгорания.

Читать: Общие сведения о системе смазки двигателя

Основные части системы впрыска топлива

Ниже приведены основные функциональные части, которые обеспечивают работу системы впрыска топлива в автомобильных двигателях, и названия компонентов топливной форсунки:

Основные части системы впрыска топлива разделены на две части: стороны низкого и высокого давления, части низкого давления — это топливный бак, топливный фильтр и топливный насос.При этом к стороне высокого давления относятся насос высокого давления, топливная форсунка, гидроаккумулятор, форсунка топливной форсунки. Форсунка имеет различную конструкцию срабатывания для различных типов систем впрыска топлива.

Поскольку топливо необходимо перекачивать из топливного бака в систему форсунок, роль играет топливная система низкого давления. При этом от топливной форсунки до камеры сгорания идет система высокого давления. Ниже представлена ​​роль следующих частей, указанных выше:

• Топливный бак — часть, где хранится топливо.
• Топливный насос — качает топливо из топливного бака в систему впрыска топлива.
• ТНВД — эта деталь является измерителем и нагнетает топливо для впрыска.
• Губернатор — подача топлива в соответствии с нагрузкой.
• Топливная форсунка — подает топливо из ТНВД в цилиндры.
• Топливный фильтр — для фильтрации грязи, каналов и абразивных частиц от блокировки системы впрыска.

На изображении ниже показаны основные части топливной форсунки:

Система впрыска топлива работает полностью точно, чтобы обеспечить правильное количество топлива для любых условий эксплуатации. Блок управления двигателем (ЭБУ) используется для контроля большинства частей входных датчиков. Ниже приведены несколько деталей, в которых датчик используется для точной работы:

• Датчик кислорода — обратите внимание на количество кислорода в выхлопных газах, которое позволяет ЭБУ определять, является ли топливная смесь богатой или бедной.Соответственно, выполняется регулировка.
• Датчик положения дроссельной заслонки — этот датчик контролирует положение дроссельной заслонки, чтобы узнать, сколько воздуха попадает в двигатель. ЭБУ быстро реагирует на изменения, увеличивая или уменьшая расход топлива по мере необходимости.
• Датчик массового расхода воздуха — сообщите блоку управления двигателем количество топлива, поступающего в двигатель.
• Датчик температуры охлаждающей жидкости — ЭБУ определяет, когда двигатель достигает своей надлежащей рабочей температуры.
• Датчик абсолютного давления в коллекторе — определение давления воздуха во впускном коллекторе.
• Датчик частоты вращения двигателя — контролирует частоту вращения двигателя, поэтому используется для расчета ширины импульса.
• Датчик напряжения — определяет напряжение системы в автомобиле, чтобы узнать, когда ЭБУ поднимает обороты холостого хода. это может быть, когда напряжение падает, что указывает на высокую электрическую нагрузку.

Читайте: Обычные и нетрадиционные типы автомобильных шасси

Типы систем впрыска топлива

Ниже приведены распространенные типы системы впрыска топлива, встречающиеся в старых и современных автомобилях:

Одноточечный впрыск или впрыск дроссельной заслонки:

Одноточечная система впрыска — это самый ранний и простой впрыск топлива, пришедший на смену карбюраторам.Он содержит одну или две форсунки в корпусе дроссельной заслонки, который является горловиной впускного коллектора двигателя.

Эта система форсунок не точна, чем предыдущая, но по сравнению с карбюраторами она лучше управляема, дешевле и проще в обслуживании.

Портовый или многоточечный впрыск топлива:

В многоточечных топливных форсунках разделительные форсунки расположены в каждом цилиндре на его впускном канале. Вот почему систему иногда называют форсункой, которая выпускает пары топлива близко к месту впуска, обеспечивая их полное втягивание в цилиндр.

Одним из преимуществ этой форсунки является то, что расходомер топлива более точен по сравнению с одной точкой. Он также идеально подходит для достижения требуемого соотношения топливо-воздух и практически исключает возможность конденсации или скопления топлива во впускном коллекторе.

Последовательный впрыск топлива:

Этот тип топливной форсунки также известен как последовательный впрыск топлива через порт или впрыск по времени. Это тип многопортового впрыска, даже если базовый многопортовый использует несколько форсунок.Все они распыляют свое топливо в одно и то же время или последовательно, заставляя топливо оставаться в течение 150 миллисекунд, когда двигатель работает на холостом ходу.

Преимущества последовательного впрыска топлива заключаются в том, что система реагирует быстрее, если водитель делает резкое изменение. Это связано с тем, что клапану нужно только дождаться открытия следующего впускного клапана, а не полного оборота двигателя.

Прямой впрыск:

Прямой впрыск является обычным явлением в дизельных двигателях, хотя начинает применяться и в бензиновых двигателях.Его иногда называют DIG для бензина с прямым впрыском. При этом топливо впрыскивается прямо в камеру сгорания, мимо клапанов.

Дозирование топлива более точное, чем у других типов впрыска топлива. Прямой впрыск топлива дает инженерам еще одну возможность точно влиять на то, как происходит сгорание в цилиндрах. Наука о конструкции двигателя изучает, как воздушно-топливная смесь вращается в цилиндрах. А еще мотыга идет взрыв от точки возгорания.

Прямой впрыск в бензиновом двигателе может обрабатывать такие вещи, как форма цилиндров и поршней.А также расположение портов и свечей зажигания, время, продолжительность и интенсивность искры. Количество свечей зажигания на цилиндр. Все это влияет на то, насколько полно и равномерно сгорает топливо в бензиновом двигателе.

Принцип действия

Работа системы топливных форсунок довольно интересна и понятна. Основная работа идет от топливной форсунки до камеры сгорания после того, как топливо перекачивается в нее из топливного бака.

Как было сказано ранее, топливная форсунка — это механическое устройство с электронным управлением, которое отвечает за распыление топлива.На инжектор подается питание, и электромагнит перемещает плунжер, который открывает клапан. Этот клапан позволяет топливу под давлением выливаться через крошечное сопло. Форсунка предназначена для распыления топлива, благодаря чему топливо легко сгорает,

Время, в течение которого топливная форсунка остается открытой, определяет подачу топлива в двигатель. Это известно как «ширина импульса» и управляется устройством ECU. Система топливных форсунок устанавливается непосредственно на впускной коллектор, так что топливо может распыляться прямо на впускной клапан.

Внутри обычного инжектора есть пружина, которая удерживает игольчатый клапан в закрытом положении. Он удерживает этот игольчатый клапан до тех пор, пока линия высокого давления не достигнет определенного значения. Существует труба под названием «топливная рампа», по которой топливо под давлением подается к форсункам.

Правильное количество топлива подано на необходимые детали. Различные части двигателя оснащены датчиками, которые сообщают блоку управления двигателем информацию о количестве топлива и при необходимости производят регулировку. Различные датчики были перечислены и объяснены в приведенной выше части этой статьи.

Посмотрите видео ниже, чтобы лучше понять работу системы впрыска топлива:

Прочтите: Что нужно знать о двигателях с турбонаддувом

Признаки неисправных топливных форсунок и способы их предотвращения

Отказ топливной форсунки происходит после перегрузки, и если ее не обслуживать регулярно, это может привести к серьезным неисправностям или засорению. Ниже приведены симптомы неисправности топливных форсунок и способы их предотвращения:

• Неровная работа двигателя
• Осложнения при запуске автомобиля
• Запах топлива
• Разбавление маслом
• Неудачная эмиссия
• Двигатель не развивает полную частоту вращения
• Низкая производительность автомобиля
• Катастрофический отказ двигателя
• Выделение дыма
• Повышенный расход топлива
• Загрязнение

Проблема часто возникает на топливной форсунке, когда есть грязь, частицы углерода, жидкое топливо или скопление остатков, приводящих к засорению топливных форсунок.Проблемы возникают после того, как корзина фильтра собирает мусор, который препятствует протеканию топлива через нее.

Правильный способ предотвратить отказ топливных форсунок — это регулярное техническое обслуживание. Детали автомобиля необходимо регулярно осматривать. Несмотря на то, что топливные форсунки имеют большие допуски, все же следует проводить проверку компонентов.

Для более надежного результата добавление влаги втягивающим этанолом или присадками, визуальный контроль, проведение ультразвуковой очистки. Кроме того, поможет фактическая картина потока для проверки объема и распыления.

Преимущества и недостатки системы впрыска топлива

Преимущества:

Ниже приведены преимущества системы впрыска топлива:

• Точная топливная смесь топлива и воздуха обеспечивает максимально возможную топливную экономичность и выработку энергии.
• Процесс сгорания значительно более эффективен в двигателе с впрыском топлива.
• Двигатели с впрыском топлива более экономичны и позволяют максимально или минимизировать уровень выбросов.
• Холодный пуск в двигателе с впрыском топлива исключен, что устраняет необходимость в ручной блокировке.
• Он также используется на современных мотоциклах.
• Система впрыска топлива автоматически уравновешивает топливовоздушную смесь с учетом окружающей среды.
• Уменьшается вибрация двигателя и сводится к минимуму проблема засорения свечей зажигания.

Прочтите: Двухтактный двигатель: все, что вам нужно знать

Недостатки

Несмотря на все преимущества системы впрыска, некоторые ограничения все же имеют место.Ниже приведены недостатки системы:

• Это сложное устройство с электронным управлением, которое работает с несколькими электронными датчиками.
• Обслуживание и ремонт системы очень ограничены. То есть не вся мастерская может делать свою работу.
• Система впрыска топлива стоит довольно дорого.
• Настоятельно рекомендуется использовать качественные материалы и топливо.
• Нет решения из-за низкой стоимости и малой емкости.

В заключение, система впрыска топлива полностью заменила карбюраторы в автомобильном двигателе.мы обсудили его функции, одна из которых — подавать топливо под высоким давлением в цилиндр. Система впрыска топлива разных типов, включающая корпус дроссельной заслонки и многопортовый, также выявлена ​​ее составляющая со стороны низкого и высокого давления. он рабочий, симптомы и преимущества и недостатки системы впрыска топлива.

Вот и все для этой статьи. Я надеюсь, что вам понравилось читать, если да, любезно комментируйте, делитесь и рекомендуйте этот сайт другим техническим студентам.Спасибо!

СИСТЕМА ВПРЫСКА

: КОМПОНЕНТЫ, ВИДЫ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

«Топливная форсунка — это механическое устройство с электронным управлением, которое отвечает за распыление (впрыск) нужного количества топлива в двигатель, чтобы создать подходящую воздушно-топливную смесь для оптимального сгорания».

Технология была создана в начале 20 века и впервые реализована на дизельных двигателях. К последней трети 20 века он также стал популярным среди обычных бензиновых двигателей.

Электронный блок управления (ЭБУ в системе управления двигателем) определяет точное количество и конкретное время требуемой дозы бензина (бензина) для каждого цикла, собирая информацию от различных датчиков двигателя. Таким образом, ЭБУ отправляет управляющий электрический сигнал правильной продолжительности и времени на катушку топливной форсунки. Таким образом открывается форсунка, через которую бензин проходит в двигатель.

На один вывод катушки форсунки напрямую подается напряжение 12 В, которое контролируется ЭБУ, а другой вывод катушки форсунки открыт.Когда ЭБУ определяет точное количество топлива и время его впрыска, активирует соответствующую форсунку, переключая другую клемму на массу (массу, т. Е. Отрицательный полюс).

КОМПОНЕНТЫ

Целью системы впрыска топлива является дозирование, распыление и распределение топлива по воздушной массе в цилиндре. В то же время он должен поддерживать требуемое соотношение воздух-топливо в соответствии с нагрузкой и скоростью двигателя.

* Насосные элементы:

Для перемещения топлива из топливного бака в цилиндр.

* Дозирующие элементы:

Для измерения подачи топлива со скоростью, необходимой для регулирования скорости и нагрузки на двигателе

* Контроль дозирования:

Для регулировки нормы дозирования элементов при изменении нагрузки и частоты вращения двигателя.

* Контроль смеси:

Для регулировки соотношения топлива и воздуха в зависимости от нагрузки и скорости.

* Раздаточные элементы:

Для равномерного распределения дозированного топлива между цилиндрами.

* Контроль времени:

Для фиксации запуска и остановки процесса смешения топлива с воздухом.

ВИДЫ ТОПЛИВНЫХ ИНЖЕКТОРОВ

1. Верхняя подача — Топливо поступает сверху и выходит снизу.

2. Боковая подача — Топливо попадает сбоку на штуцере форсунки внутри топливной рампы.

3. Форсунки корпуса дроссельной заслонки — (TBI) Расположены непосредственно в корпусе дроссельной заслонки.

ВИДЫ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

1.Одноточечный впрыск топлива или дроссельная заслонка

Также называемый одинарным портом, это был самый ранний тип впрыска топлива, появившийся на рынке. Все автомобили имеют впускной коллектор, через который в двигатель сначала поступает чистый воздух. TBFI работает, добавляя правильное количество топлива в воздух перед его распределением по отдельным цилиндрам. Преимущество TBFI в том, что он недорогой и простой в обслуживании. Если у вас когда-нибудь возникнет проблема с инжектором, вам нужно заменить только один.Кроме того, поскольку этот инжектор имеет довольно высокий расход, его не так просто засорить.

Технически системы дроссельной заслонки очень прочные и требуют меньшего обслуживания. При этом впрыск дроссельной заслонки сегодня используется редко. Транспортные средства, которые все еще используют его, достаточно стары, поэтому обслуживание будет более серьезной проблемой, чем это было бы с более новым автомобилем с меньшим пробегом.

Еще один недостаток TBFI — неточность. Если вы отпустите педаль акселератора, в воздушной смеси, которая направляется в ваши цилиндры, все равно будет много топлива.Это может привести к небольшой задержке перед замедлением или, в некоторых автомобилях, к выбрасыванию несгоревшего топлива через выхлопную трубу. Это означает, что системы TBFI не так экономичны, как современные системы.

2. Многопортовый впрыск

Многоточечный впрыск просто перемещал форсунки дальше вниз по направлению к цилиндрам. Чистый воздух поступает в первичный коллектор и направляется в каждый цилиндр. Инжектор расположен в конце этого порта, прямо перед тем, как он всасывается через клапан в ваш цилиндр.

Преимущество этой системы в том, что топливо распределяется более точно, при этом каждый цилиндр получает свою собственную струю топлива. Каждая форсунка меньше и точнее, что позволяет снизить расход топлива. Обратной стороной является то, что все форсунки распыляют одновременно, а цилиндры срабатывают один за другим. Это означает, что у вас может быть остаток топлива между периодами впуска или у вас может возникнуть возгорание цилиндра до того, как форсунка сможет подать дополнительное топливо.

Многопортовые системы

отлично работают, когда вы путешествуете с постоянной скоростью.Но когда вы быстро ускоряетесь или убираете ногу с дроссельной заслонки, такая конструкция снижает либо экономию топлива, либо производительность.

3. Последовательный впрыск

Системы последовательной подачи топлива очень похожи на многопортовые системы. При этом есть одно ключевое отличие. Последовательная подача топлива — раз. Вместо того, чтобы все форсунки срабатывали одновременно, они подают топливо одна за другой. Время согласовано с вашими цилиндрами, что позволяет двигателю смешивать топливо прямо перед тем, как клапан открывается, чтобы всасывать его.Такая конструкция позволяет повысить экономию топлива и производительность.

Поскольку топливо остается в порту только на короткое время, последовательные форсунки имеют тенденцию служить дольше и оставаться более чистыми, чем другие системы. Благодаря этим преимуществам на сегодняшний день наиболее распространенным типом впрыска топлива в транспортных средствах являются последовательные системы.

Единственным небольшим недостатком этой платформы является то, что она оставляет меньше места для ошибок. Топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндр только через мгновение после открытия форсунки.Если он грязный, забитый или не реагирует, ваш двигатель будет испытывать нехватку топлива. Форсунки должны работать на максимальной мощности, иначе ваш автомобиль начнет работать с неровностями.

4. Прямой впрыск

Если вы начали замечать закономерность, вы, вероятно, догадались, что такое прямая инъекция. В этой системе топливо впрыскивается прямо в цилиндр, полностью минуя воздухозаборник. Производители автомобилей премиум-класса, такие как Audi и BMW, хотят убедить вас, что прямой впрыск является новейшим и лучшим вариантом.Что касается характеристик бензиновых автомобилей, они абсолютно правы! Но эта технология далеко не нова. Он использовался в авиационных двигателях со времен Второй мировой войны, и почти все дизельные автомобили имеют непосредственный впрыск, потому что топливо намного гуще и тяжелее.

В дизельных двигателях прямой впрыск очень надежен. Доставка топлива может потребовать много злоупотреблений, а проблемы с обслуживанием сведены к минимуму.

В бензиновых двигателях непосредственный впрыск применяется почти исключительно в транспортных средствах с высокими характеристиками.Поскольку эти автомобили работают с очень точными параметрами, особенно важно поддерживать вашу систему подачи топлива. Несмотря на то, что автомобиль будет продолжать работать в течение долгого времени, если им пренебречь, его характеристики быстро снизятся.

СПОСОБЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Есть два способа впрыска топлива в системе зажигания от сжатия

1. Нагнетание воздушным дутьем
2. Безвоздушное или твердое нагнетание

1. Нагнетание воздушным дутьем

Этот метод первоначально использовался в больших стационарных и судовых двигателях.Но сейчас он устарел. В этом методе воздух сначала сжимается до очень высокого давления. Затем впрыскивается струя этого воздуха, увлекая за собой топливо в цилиндры. Скорость впрыска топлива регулируется изменением давления воздуха. Воздух высокого давления требует многоступенчатого компрессора, чтобы баллоны с воздухом оставались заряженными. Топливо воспламеняется из-за высокой температуры воздуха, вызванной сильным сжатием. Компрессор потребляет около 10% мощности, развиваемой двигателем, что снижает полезную мощность двигателя.2. Этот метод используется для всех типов малых и больших дизельных двигателей. Его можно разделить на две системы

1. Индивидуальная насосная система: в этой системе каждый цилиндр имеет свой индивидуальный насос высокого давления и измерительный блок.

2. Система Common Rail: в этой системе топливо перекачивается многоцилиндровым насосом в Common Rail, давление в рампе регулируется предохранительным клапаном. Отмеренное количество топлива подается в каждый цилиндр от общей магистрали.

Это все о системе впрыска топлива.Если у вас есть какие-либо вопросы относительно этой статьи, задавайте их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, не забудьте поделиться ею в социальных сетях. Подпишитесь на наш сайт для получения более информативных статей. Спасибо, что прочитали.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Форсунки управляются блоком управления двигателем (ЭБУ). Во-первых, ЭБУ получает информацию о состоянии двигателя и требованиях с помощью различных внутренних датчиков. После определения состояния и требований двигателя топливо забирается из топливного бака, транспортируется по топливопроводам и затем нагнетается топливными насосами.Правильное давление проверяется регулятором давления топлива. Во многих случаях топливо также разделяется с помощью топливной рампы, чтобы питать различные цилиндры двигателя. Наконец, инжекторам приказывают впрыснуть необходимое для сгорания топливо.

Точная требуемая топливно-воздушная смесь зависит от двигателя, используемого топлива и текущих требований двигателя (мощность, экономия топлива, уровень выбросов выхлопных газов и т. Д.).

(автомобильный мир)

Система впрыска топлива

— обзор

13.3.4 Пневматический впрыск топлива

Системы впрыска топлива незаменимы при усовершенствовании двухтактных двигателей с целью повышения их преимуществ в автомобильных двигателях. Имеется множество отчетов о разработках инжекторов [35–42], но очень немногие содержат достаточную информацию, относящуюся к подробным характеристикам распыляемых капель. Системы распыления и впрыска были тщательно исследованы, особенно в дизельных двигателях. Двухтактный двигатель включает в себя сложные процессы, такие как процесс продувки, циклическое изменение и пропуски зажигания, которые тесно связаны с распространением и отражением волны давления.Хотя процесс продувки был ключевой особенностью при разработке двухтактных двигателей [20,22–24,43–46], имеется очень мало экспериментальных данных, объясняющих взаимосвязь между испарением аэрозоля бензина, образованием смеси и продувкой. процесс [47–54].

Для небольших двухтактных двигателей прямой впрыск топлива рассматривается как способ решения проблем неполного сгорания и чрезмерной концентрации углеводородов в выхлопных газах. В частности, пневматический впрыск топлива был разработан как мощный инструмент для создания более горючей топливно-воздушной смеси при обедненных условиях сгорания.Пневматический впрыск использует сжатый воздух для распыления топлива в форсунке и улучшения проникновения мелких капель. В мире появилось много различных типов инжекторных механизмов. В формировании струи инжектора с подачей воздуха преобладает вспомогательный воздушный поток, поэтому следует понимать процесс диспергирования капель и их распыление, а также динамику капель.

Инструменты лазерной диагностики, такие как лазерный лист [55], эксиплекс [56] и LDV [14], могут предоставить информацию, касающуюся угла распыления, формы распыления, проникновения, области паров и т. Д., Но подробную информацию о распылении, такую ​​как капля Распределение диаметра и его скорости в двумерной плоскости пока не получено.Техника визуализации может предоставить достаточную пространственную, но очень скудную временную информацию о характеристиках распыления. Фазовый доплеровский анемометр (КПК) может измерять диаметр капли и ее скорость с очень высоким пространственным и временным разрешением, но это метод измерения по одной точке. Для определения двумерного изображения аэрозоля с подробными характеристиками капель требуется альтернативный метод.

В этом разделе доказана применимость среднего диаметра по Заутеру (SMD) [57,58] в периодическом инжекторе, а также реализованы классы размеров капель, чтобы лучше понять передачу импульса между жидкой и газовой фазами.

Пневматическая форсунка, использованная в этом эксперименте, была коммерческой форсункой для двухтактного морского двигателя мощностью более 22 кВт (30 л.с.) на цилиндр, как показано на рисунке 13.21. Топливо сначала впрыскивается в полость, и воздушный инжектор приводится в действие путем открытия тарельчатого клапана. Соотношение воздух-топливо можно контролировать, изменяя период открытия клапана, когда разница давлений между воздухом и топливом установлена ​​на определенном уровне. Перед клапаном форсунка имеет прямую трубку длиной 36 мм, в которой проводится предварительная атомизация.Топливо с пневмоприводом впрыскивается через тарельчатый клапан диаметром 5 мм.

Рис. 13.21. Инжектор с пневмоприводом.

(перепечатано с разрешения SAE)

В качестве топлива вместо бензина использовался сухой растворитель с показателем преломления 1,427. Удельная плотность сухого растворителя составляет 0,77 г / см ³ , что очень похоже на плотность бензина (0,7–0,8 г / см ³ ). Угол рассеяния 68 ° определялся углом преломления первого порядка [59]. Для векторных измерений использовался однокомпонентный LDV с изменением угла падения луча на ± 45 °.

Прямые фотографии впрыснутого спрея показаны [60] на Рисунке 13.22. Понятно, что грибовидный вихрь вызывается напряжением сдвига на распылительной оболочке. Скорость распылительного наконечника, рассчитанная по этим изображениям, составляет около 64 м / с. Лист лазера YAG был использован для получения двумерного изображения аэрозоля, как показано на том же рисунке. Эти кадры представляют собой прямые снимки определенного цикла. Хорошо известно, что в этом типе инжектора с пневмоприводом бывают вариации от цикла к циклу. На рисунке также показаны два изображения в разных циклах в одно и то же время.Эти фотографии указывают на важность и необходимость анализа брызг с помощью двумерного изображения с высоким временным разрешением, поскольку визуализация лазерного листа не может предоставить информацию об изменении во времени и информацию о диаметре. Одноточечные измерения не выявляют вариаций от цикла к циклу и вариаций пространственной структуры. Однако, используя одноточечное измерение с усредненными по ансамблю данными, можно продемонстрировать двумерное изображение брызг с его пространственной структурой, как показано [61] на рисунке 13.23. Также показаны средний диаметр по Заутеру (SMD) и соответствующие векторы скорости.

Рис. 13.22. Изображения структуры впрыснутого спрея.

(перепечатано с разрешения SAE)

Рис. 13.23. Векторы скорости капель и SMD.

(перепечатано с разрешения SAE)

Пространственная дисперсия капель лучше всего объясняется с помощью плоских источников информации, таких как фотография или изображение лазерного листа. Метод КПК предоставляет одноточечную информацию, но метод усреднения по ансамблю с фазовой синхронизацией может продемонстрировать двумерное изображение, как показано на рисунке 13.23. Осесимметрия струи была проверена путем измерения в противоположных точках до r = –3 мм. На этом рисунке показано изменение SMD и его пространственная структура в зависимости от времени. Длина вектора была рассчитана как длина траектории капли в пределах 0,25 мс, а цвет представляет собой SMD. Максимальный размер SMD составлял 130 микрон.

Через 1,6 мс после сигнала впрыска, который использовался в качестве сигнала вспомогательного пневмопривода, на оси наблюдалась первая капля. Через 0,25 мс скорость распылительного наконечника достигла примерно 65 м / с, и наблюдалось рассеяние капель в радиальном направлении.Скорость распылительного наконечника 65 м / с была почти такой же, как и рассчитанная по изображению прямого распыления. Размер SMD на наконечнике распылителя составлял около 25 микрон. На центральной оси направление капель было параллельно оси, в то время как направление капель в области оболочки распылителя было более 45 градусов в радиальном направлении.

Через 2,3 мс скорость распылительного наконечника на оси увеличилась, и следующая капля из сопла образовала группу капель большего размера. Область, в которую проникают капли, напоминала зонтик.Мелкие и быстрые капли существовали до 2,8 мс. Через 2,8 мс скорость распылительного наконечника уменьшилась, а SMD увеличился вблизи центральной оси. Более крупные капли догоняли и сталкивались с более мелкими каплями, и, следовательно, диаметр начал увеличиваться. Капли брызг во внешней области имели более низкую скорость из-за сильных сдвиговых потоков, и тогда направление капель показывало волнистую структуру брызг. Очень большая капля красного цвета возле сопла образовалась за 2,875 мс, когда размер капли распылительного наконечника составлял 30 микрон.

Кроме того, капли брызг, находящиеся под влиянием турбулентного воздуха, имели тенденцию следовать за движением воздуха, но большие капли с высоким импульсом проникали в области с высокой турбулентностью потока, такие как области рециркуляционного потока. Тогда эту динамику капель нельзя было продемонстрировать только по среднему диаметру по Затеру, но для этого требуются другие передовые методы, такие как анализ с классификацией по размеру.

Четыре вектора скорости капли, классифицированные по размеру, показаны замороженными на 2,875 мс на рисунке 13.24. Ясно, что в областях малых капель образуется грибовидный вихрь, вызванный сдвиговым потоком.На наконечнике распылителя мелкие капли демонстрируют больший градиент скорости, чем более крупные капли. Векторы капель большего размера имеют более прямые и более узкие углы впрыска. В области оболочки распылителя нет капель размером более 30 мкм мкм.

Рис. 13.24. Динамика капель по размеру при 2,875 мс.

(перепечатано с разрешения SAE)

Угол распыления для каждого размерного класса и затухание количества движения необходимо количественно определить, чтобы понять процессы испарения и образование смеси.Профили движения воздуха и турбулентной энергоемкости показаны на рисунке 13.25. Большая область турбулентной энергии, показанная темной областью на рисунке, указывает на наличие области сильного сдвигового потока. В начале периода закачки большее пятно находится в центре оси. На следующем этапе в области оболочки распылителя появляется темная область. Вектор скорости скольжения показывает большой угол вектора в области сильного сдвига.

Рис. 13.25. Движение воздушного потока, турбулентная кинетическая энергия и скорость скольжения маленькой капли.

(перепечатано с разрешения SAE)

Характеристики распыления бензинового инжектора с пневмоприводом были исследованы с помощью фазовых доплеровских измерений. Краткое изложение вышеизложенных результатов следует.